桩承式加筋路堤DEM数值模拟与土拱效应演化研究

发布时间：2020-12-21 01:35

　　目前我国正处于高速发展时期,高速公路和高速铁路对桩承式路堤具有较大的技术需要。对于路基工程而言,桩承式路堤具有明显的优势,其能有效地控制地基地沉降和侧向变形,可快速填筑施工,大大缩短施工工期。土拱效应是桩承式路堤的主要工作机制,目前有多种模型。然而,对于土拱效应随桩间土下沉过程演化的重视还不够,对于张拉膜效应与土拱效应之间的耦合关系也缺乏深入研究。采用课题组自制的多功能土工模型试验箱开展了一系列加筋桩承式路堤模型试验。通过粒子图像测速技术对路堤颗粒位移进行监测,采用自制的三点式荷载计记录桩与桩间土承受的竖向荷载,对比分析了加筋与未加筋工况下的变形模式与土拱效应发挥程度。得到当采用加筋后,三角形扩展模式以及塔形升高模式会转变为同心椭圆模式,等沉型模式会转变为同心圆等沉模式,揭示了两类模型土拱效应随桩间土下沉的发挥过程。通过模型试验数据对路堤高度影响、相对净距影响、加筋高度影响以及加筋刚度影响分别进行了探讨。揭示随着路堤高度的提高,变形模式逐渐由同心椭圆扩展模式转化为同心圆等沉模式,转化的临界填料高度为1.5倍桩间净距,但形成同心圆等沉模式后,等沉面的高度仅为0.67倍桩间净距;揭示了加筋... 

【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

桩承式路堤结构示意图

18图2-2椭圆钢棒相似土填料在进行桩承式加筋路堤二维模型试验前，先对钢棒相似土进行了休止角试验，与砂填料不同的是，钢棒相似土没有粘聚力，是一种散体材料，因此可以近似认为其休止角大小等于滑动摩擦角。因此进行了标定试验，从而得到钢棒相似土的摩擦系数，为后面进行DEM数值模拟试验的颗粒的细观参数的取值提供具体参数。休止角试验的方案如表2-1所示。表2-1休止角试验结果试验编号高/mm宽/mm摩擦角/°摩擦系数1112.5262.528.180.531215030028.190.5327图2-3休止角试验试验操作步骤：将3种型号的椭圆形钢棒按照相同质量比混合，并将钢棒相似土填料形成高×宽分别为112.5mm×262.5mm，225mm×375mm的矩形，填料左侧用活动挡板挡住填料，随后以缓慢的速度移动活动挡板，让钢棒自由塌落。试验图像如图2-3所示。得到休止角为28.2°。

休止角试验

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2928936