砂卵石因良好的壓實性、強透水性、高抗剪強度以及承載能力好等優(yōu)良工程特性被廣泛地用作加筋土擋墻回填材料,并取得了良好的工程效果和經(jīng)濟效益。但砂卵石的強離散性、分布隨機性導(dǎo)致以砂卵石為填料的加筋土擋墻結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜,對其受力特性和破壞機理的研究至今仍沒有定論。針對以上問題,本文依托國家自然基金項目“格柵蠕變時砂卵石填料長期工作機理研究”(51209242),采用模型試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,開展以砂卵石為填料的格柵加筋土擋墻結(jié)構(gòu)力學(xué)特性及其破壞細觀機理的研究。本文主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)為了研究砂卵石加筋土擋墻結(jié)構(gòu)宏觀力學(xué)特性,通過室內(nèi)模型試驗,分別測試了四種不同堆載工況下格柵應(yīng)變分布規(guī)律、加筋區(qū)域豎向土壓力和擋墻面板水平位移。試驗發(fā)現(xiàn):格柵拉應(yīng)變沿軸向整體上呈先增大后減小的非線性分布,且各層應(yīng)變峰值出現(xiàn)在格柵不同位置處;擋墻后各相同高度處豎向土壓力分布并不均勻,靠近擋墻處豎向土壓力遠小于其他測點;擋墻面板在堆載作用下水平位移呈下小上大的類拋物線形,墻后0.5H~0.6H高度區(qū)間出現(xiàn)土體顆粒與擋墻面板相脫離的現(xiàn)象(H為填土高度);(2)為了研究砂卵石加筋土擋墻結(jié)構(gòu)細觀力學(xué)特性,采用離散元軟件PFC2D對上述模型試驗進行數(shù)值模擬,通過參數(shù)反演確定擋墻面板參數(shù),建立數(shù)值模型,并在此基礎(chǔ)上詳細地分析了填料顆粒位移場、應(yīng)力場及顆粒體間接觸力分布規(guī)律。模擬發(fā)現(xiàn):未加筋側(cè)土體顆粒向加筋側(cè)移動及格柵周圍強力鏈的共同作用下造成了墻后豎向土壓力分布不均勻;擋墻面板背后中部區(qū)域以阻止顆粒向擋墻側(cè)運動的側(cè)阻力為主且顆粒位移小于擋墻面板位移,這說明格柵的摩擦及嵌鎖作用限制了該部分土體往擋墻方向的運動,從細觀層面解釋了模型試驗中土體與面板脫離的現(xiàn)象;(3)為了研究砂卵石加筋土擋墻結(jié)構(gòu)細觀破壞機理,在上述數(shù)值模型基礎(chǔ)上,分別通過改變土工格柵參數(shù)、刪除擋墻面板及格柵拔出數(shù)值試驗?zāi)M加筋土擋墻三種受力破壞形式。發(fā)現(xiàn)加筋土擋墻格柵拉斷破壞過程即墻后力鏈網(wǎng)絡(luò)的斷裂重生過程,其破裂面形式接近“0.3H”簡化潛在破裂面,但略微向擋墻側(cè)偏移;拉拔剪切帶的形成是一個剪切應(yīng)力和局部孔隙率不斷增大、平均配位數(shù)不斷減小的剪脹過程,但由于砂卵石中粗顆粒分布的隨機性,其剪切帶寬度尚不能確定。
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU476.4