文档介绍：长安大学
硕士学位论文
土工格栅加筋路堤机理研究
姓名:苗英豪
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:胡长顺
20030603
要:本文以陕西省省道咄凉じ裾ぜ咏盥返淌匝槁肺9こ桃劳校ü有限元分析、离心模型试验以及试验路研究,对一般土质地基上土工格栅加筋粘性土路堤的机理进行了研究。采用有限元理论与方法对不同高度、不同边坡坡度、不同加筋密度、不同加筋长度的土工格栅加筋路堤及不加筋路堤进行了计算与分析,研究了各因素对格栅内拉力分布、路堤横截面上位移及应力分布的影响以及地基的响应情况。通过离心模型试验,对不同边坡坡度、不同加筋密度的士工格栅加筋路堤及不加筋路堤横截面上的位移分布进行了对比分析,对各模型在不利工作状况下地基的响应情况、路堤的整体变形情况、破坏情况及趋势进行了观察。通过试验路修筑对土工格栅加筋路堤的施工技术进行了研究,对路堤中土工格栅的应变进行了长期观测与分析。研究表明:土工格栅的加入使得路堤整体刚度得到提高,内部稳定性增强,对地基均匀性和抗变形能力的要求有所提高;土工格栅加筋路堤边坡坡度过缓不利于格栅作用的充分发挥,也不经济:适当增加路堤边坡坡脚以上部分的土工格栅密度有益于整体加筋效果:不等长加筋是较经济的选择;在填土虚铺厚度大于的情况下,采用羊脚碾压路机碾压能有效减小土工格橱的损伤;实际工程中土工格栅的变形主要来源子施工的影响:雨水的入渗对土工格栅加筋路堤的稳定性极为不利。结合本文研究成果及我国现行规范中的不足,提出了设计建议:土工格栅在边坡处应进行反包施工,以提供足够的锚固力;应做好坡面防护和排水设计;必要时对地基承载力进行验算。关键词:加筋路堤离心模型试验施工损伤试验变形观测机理研究土工格栅有限元摘
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第一章绪论§问题的提出程中,当时的“加筋”完全依靠经验。世纪年代法国工程师甐首次法。当时所采用的加筋材料为金属镀锌条带,随着塑料等合成材料的发展,专用与岩土工程的合成材料相继出现,世纪年代后期土工合成材料逐渐被用于土工格栅是土工合成材料的一种,由于新型产品层出不穷,给土工格栅的统一定义带来了一定的困难。土工格栅通常是在挤压成型的聚合物板上打孔,然后在拉伸机上单向或双向冷拉而成。根据定向拉伸方向的不同,分为单向土工格栅和双向土工格栅。经过冷拉而成的土工格栅具有较大的拉伸强度和刚度。由于具有较大的网孔,可以使土、石颗粒嵌入其中,从而与土之间的摩擦力增大。土工格栅以其自身的优越性能,很快被广泛应用于水利、铁路、公路、港口以及建筑等行业。支挡结构、陡边坡工程和软地基处理是±工格栅的三个主要应用领域⋯。年在欧洲,土工格栅在滑坡处治中首次被用于加筋土质边坡,年开始了在北美洲的应用随着土工格栅在滑坡处治中的成功应用,土工格栅开始被用于道路加筋路堤工程中。世纪年代后期,我国也逐渐开始出现土工格栅加筋路堤。土工格栅用于路堤加筋的目的如下:⒙返探细撸尤胪凉じ裾ひ栽銮柯返瘫咂碌奈榷ㄐ裕跣÷返滩痪瘸降,从而减小对路面结构的影响;⒌鼗砣酰缘鼗砗螅诘鼗肼返讨湟约奥返棠诓考尤胪凉じ栅,以增强路堤的整体性,减小地基变形对路堤稳定性的影响;⑽<跎俑氐恼加茫捎猛凉じ裾ぜ咏盥返蹋诓挥跋炻返瘫咂挛榷ㄐ的情况下增陡边坡。随着土工格栅加筋路堤应用的推广,各国相继提出了一些关于土工格栅加筋路堤的设计方法,开发了一些设计软件,并在相关设计指南、规范中列出眛。但由于人们对土工格栅加筋机理认识水平的限制,这些方法大都是基于极限平衡理论的圆弧条分法或折线破裂面法,许多试验彼表明这种设计方法存在着早在几千年前人类就开始将天然植物纤维作为加筋材料应用于铺路、筑城工将加筋土技术上升为理论Ⅲ,分析了“加筋”的机理,并提出了一套分析计算方加筋工程。
掣’又对土工格栅在砂中的短期拉拔和长期鷏取АЮ美问匝槎岳瘟ψ饔孟律爸型凉论上的缺憾提出本课题——土工格栅加筋路堤机理研究。一些问题,带有很大的经验性。各国研究人员一直在利用各种手段对土工格栅加筋路堤设计方法、机理进行研究,并取得了一些成果,但土工格栅加筋机理始终没有从本质上得到解释。这一理论上的缺憾制约着土工格栅更广泛的应用。我国人口众多,耕地资源十分宝贵,非常适合采用土工格栅加筋路堤来减少道路对耕地的占用。另外,随着高速公路向山区的延伸,高路堤越来越多,路堤稳定性问题越来越突出,利用土工格栅加筋来提高路堤的稳定性是一个很好的选择。土工格栅加筋路堤在我国有着广阔的应用前景。基于工程实践的需要以及理§国内外研究概况针对土工格栅加筋机理各国开展了许多研究,并取得了一些成果。这些研究主要集中在如下几个方面:⑼劣胪凉じ裾ぶ涞南嗷プ饔没恚⑼凉じ裾ぜ咏钔燎慷刃阅埽⑼凉じ裾ぜ咏盥返痰谋湫纹苹祷怼⑽