基于有限元數(shù)值分析的土工格柵加筋路堤優(yōu)化設計研究
發(fā)布時間:2021-10-21 18:48
土工格柵加筋陡坡路堤是一種新型的、非常有前途的路基結構形式,與土工格柵加筋土擋墻相比,結構簡單,工程造價低,坡面變形適應能力強。目前這種結構已經(jīng)應用到公路、水利等工程領域當中,并取得了較好的效果。土工格柵加筋陡坡路堤力學行為分析已經(jīng)成為當前比較熱門的研究內容,目前關于土工格柵加筋陡坡路堤的理論研究相對落后,有關交通荷載作用下加筋陡坡路堤的動力響應研究也較少,進而影響了土工格柵加筋陡坡路堤在實際工程中的應用和發(fā)展。本文以新疆S101線沙灣段土工格柵加筋陡坡路堤工程為依托,借助有限元方法分析土工格柵加筋陡坡路堤的力學行為,對土工格柵加筋陡坡路堤進行靜力分析,同時探討了交通荷載作用下加筋陡坡路堤的動力響應,在數(shù)值分析的基礎上對加筋陡坡路堤進行優(yōu)化設計,得出了一些適用的結論,給土工格柵加筋陡坡路堤優(yōu)化設計提供參考依據(jù)。所取得的主要研究成果如下:(1)回顧了加筋土的應用與發(fā)展現(xiàn)狀,探討了加筋土的理論研究現(xiàn)狀,總結了加筋土的作用機理和結構設計方法,對目前研究現(xiàn)狀存在的問題進行了分析,得出了需要進一步研究的方向和內容。(2)借助Midas GTS NX有限元軟件,依托加筋路堤試驗段,將數(shù)值模擬與實測...
【文章來源】:石河子大學新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
四川土工格柵加筋陡坡工程實例Fig.1-1ExamplesofgeogridreinforcementsteepslopeprojectinSichuan
基于有限元數(shù)值分析的土工格柵加筋路堤優(yōu)化設計研究3圖1-1四川土工格柵加筋陡坡工程實例Fig.1-1ExamplesofgeogridreinforcementsteepslopeprojectinSichuan2)道路工程土工格柵加筋結構具有許多的優(yōu)點,其中施工工序簡單以及施工成本造價較低使得這種結構越來越多的應用在道路工程中(見圖1-2),而路面工程是道路工程中最重要的組成部位之一[9],最常見的是在市政道路中鋪設玻璃纖維土工格柵來改善瀝青路面結構的應力傳遞狀態(tài),防止反射裂縫的出現(xiàn),延長路面的使用年限。經(jīng)過玻璃纖維土工格柵進行加固的路面結構可以達到更高的壓實程度,有更強的抵抗外力破壞的性能。圖1-2道路工程中土工格柵使用實例Fig.1-2Examplesofgeogridsusedinroadengineering3)加筋土擋墻加筋土擋墻是由墻面板、帶狀拉筋、填料、帽石和基礎5部分組成的復合結構(見圖1-3),復合土結構中的加筋材料可以提高土體的抗剪能力,增加土體結構的穩(wěn)定性。1965年法國首次成功修建了一座加筋擋墻[3],我國于1979年首次在云南建成加筋土檔土墻實驗工程,都體現(xiàn)出較好的結構性能,這種加筋土擋墻結構也逐漸應用到更多工程當中去。我國現(xiàn)存的一些比較典型的加筋土擋墻實例包括:重慶市區(qū)長江濱江公路駁岸墻是最長的加筋土擋墻,全長5.5km;云南楚大高速公路一號墻是最高的高速公路加筋
基于有限元數(shù)值分析的土工格柵加筋路堤優(yōu)化設計研究4土擋土墻,高度為43.75m;重慶巫山縣集仙路擋墻是最高城市道路加筋土擋土墻,高度為60m。拉筋帽石墻面板基礎填料圖1-3加筋土擋墻結構示意圖Fig.1-3Schematicdiagramofreinforcedearthretainingwallstructure加筋土擋墻結構受力體系中,內部穩(wěn)定由墻面所承受的水平土壓力依靠填料與拉筋的摩擦力平衡而形成,而外部穩(wěn)定由復合結構形成的土墻抵抗拉筋尾部填料所產(chǎn)生的土壓力形成。這種加筋土擋墻適用條件:1.缺乏石料地區(qū)及大型填方工程。2.用于一般地區(qū)的路肩式和路堤式擋土墻,但不應修建在滑坡、水流沖刷和崩塌等不良地質地段。它具有以下特點:1.可裝配式施工,施工簡便、快速、節(jié)省勞力和縮短工期。2.具有一定柔性,能夠適應地基輕微變形,且抗震性強。3.可做成很高的垂直擋土墻,對地基承載力要求較低。4.節(jié)約占地、造型美觀。葉盛[10]通過在青島至榮成試驗段的加筋土擋墻埋設元器件測(見圖1-4),對加筋土擋墻的應力、結構變形以及筋材受力進行分析,發(fā)現(xiàn)施工完畢后加筋土擋墻豎向應力幾乎不存在變化,土工格柵應變值變動很小,說明加筋土擋墻結構長期處于穩(wěn)定的狀態(tài)。圖1-4加筋土擋墻實例Fig.1-4Examplesofreinforcedearthretainingwall
【參考文獻】:
期刊論文
[1]側限條件下加筋對土體沉降的影響[J]. 傅志斌,劉志華,介玉新. 巖土工程技術. 2019(04)
[2]土工格柵加筋陡坡路堤在新疆地區(qū)的現(xiàn)場試驗研究[J]. 胡幼常,毛愛民,劉杰,陳曉鳴. 武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2019(03)
[3]新疆礫石土低路堤動力特性[J]. 楊曉華,萬琪,劉大鵬,包含. 交通運輸工程學報. 2019(03)
[4]平臺分級對加筋土邊坡穩(wěn)定性的影響研究[J]. 介玉新,周詩博,郭政豪,陳杰. 工程地質學報. 2018(05)
[5]車輛荷載作用下的黃土路堤結構體系受力與變形數(shù)值分析[J]. 李又云,楊建國,李哲. 河南大學學報(自然科學版). 2018(04)
[6]車輛荷載下路基變形特性分析[J]. 孟上九,周健,王淼,程有坤,孫義強. 地震工程與工程振動. 2018(02)
[7]車輛荷載下黃土參數(shù)對路堤沉降變形的影響[J]. 李又云,張玉偉,李恒,李哲. 鐵道科學與工程學報. 2018(02)
[8]加筋土邊坡筋材拉力分布與分區(qū)[J]. 張琬,許強,陳建峰,薛劍峰. 交通運輸工程學報. 2017(06)
[9]非對稱交通荷載作用下拓寬路堤動力特性分析[J]. 魚歡,鄭俊杰,曹文昭,郭震山. 地震工程學報. 2017(06)
[10]車輛荷載作用下加筋土擋墻的靜動響應現(xiàn)場試驗[J]. 劉澤,史克友,黃天琪,蔣梅東,黃凱峰. 水文地質工程地質. 2017(04)
博士論文
[1]土工格柵加筋礫類土力學特性和加筋機理試驗研究[D]. 劉杰.合肥工業(yè)大學 2018
[2]土工格柵加筋特性及其加筋結構計算方法研究[D]. 陳榕.大連理工大學 2011
[3]格柵加筋黏土結構的試驗研究及穩(wěn)定性分析[D]. 馮曉靜.大連理工大學 2009
[4]隨機荷載作用下柔性路面結構及路基動力響應研究[D]. 王晅.中南大學 2006
[5]鋼筋混凝土結構的本構關系及有限元模式[D]. 張遠高.清華大學 1990
碩士論文
[1]高速鐵路加筋土擋墻長期性能研究[D]. 葉盛.石家莊鐵道大學 2018
[2]車輛荷載下路基變形響應分析[D]. 周健.哈爾濱理工大學 2018
[3]車輛荷載作用下粗粒土路基動力響應與永久變形研究[D]. 邢逸航.長沙理工大學 2017
[4]重軸載對路基土安定性影響研究[D]. 羅丹.重慶交通大學 2017
[5]移動荷載作用下瀝青路面動響應分析[D]. 劉瑞軍.石家莊鐵道大學 2014
[6]移動荷載作用下層狀瀝青路面結構時程響應分析[D]. 梁洪濤.中南大學 2013
[7]加筋土中筋材作用工作特性與沉降控制作用分析[D]. 鄭必燦.華中科技大學 2013
[8]車輛荷載作用下路基沉降計算方法研究[D]. 陶冶.浙江大學 2012
[9]軟土地基公路擴建工程中土工格柵工作性狀模型試驗研究[D]. 李慶臻.華南理工大學 2010
[10]格柵加筋路堤邊坡試驗及設計方法研究[D]. 上官云龍.吉林大學 2009
本文編號:3449533
【文章來源】:石河子大學新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
四川土工格柵加筋陡坡工程實例Fig.1-1ExamplesofgeogridreinforcementsteepslopeprojectinSichuan
基于有限元數(shù)值分析的土工格柵加筋路堤優(yōu)化設計研究3圖1-1四川土工格柵加筋陡坡工程實例Fig.1-1ExamplesofgeogridreinforcementsteepslopeprojectinSichuan2)道路工程土工格柵加筋結構具有許多的優(yōu)點,其中施工工序簡單以及施工成本造價較低使得這種結構越來越多的應用在道路工程中(見圖1-2),而路面工程是道路工程中最重要的組成部位之一[9],最常見的是在市政道路中鋪設玻璃纖維土工格柵來改善瀝青路面結構的應力傳遞狀態(tài),防止反射裂縫的出現(xiàn),延長路面的使用年限。經(jīng)過玻璃纖維土工格柵進行加固的路面結構可以達到更高的壓實程度,有更強的抵抗外力破壞的性能。圖1-2道路工程中土工格柵使用實例Fig.1-2Examplesofgeogridsusedinroadengineering3)加筋土擋墻加筋土擋墻是由墻面板、帶狀拉筋、填料、帽石和基礎5部分組成的復合結構(見圖1-3),復合土結構中的加筋材料可以提高土體的抗剪能力,增加土體結構的穩(wěn)定性。1965年法國首次成功修建了一座加筋擋墻[3],我國于1979年首次在云南建成加筋土檔土墻實驗工程,都體現(xiàn)出較好的結構性能,這種加筋土擋墻結構也逐漸應用到更多工程當中去。我國現(xiàn)存的一些比較典型的加筋土擋墻實例包括:重慶市區(qū)長江濱江公路駁岸墻是最長的加筋土擋墻,全長5.5km;云南楚大高速公路一號墻是最高的高速公路加筋
基于有限元數(shù)值分析的土工格柵加筋路堤優(yōu)化設計研究4土擋土墻,高度為43.75m;重慶巫山縣集仙路擋墻是最高城市道路加筋土擋土墻,高度為60m。拉筋帽石墻面板基礎填料圖1-3加筋土擋墻結構示意圖Fig.1-3Schematicdiagramofreinforcedearthretainingwallstructure加筋土擋墻結構受力體系中,內部穩(wěn)定由墻面所承受的水平土壓力依靠填料與拉筋的摩擦力平衡而形成,而外部穩(wěn)定由復合結構形成的土墻抵抗拉筋尾部填料所產(chǎn)生的土壓力形成。這種加筋土擋墻適用條件:1.缺乏石料地區(qū)及大型填方工程。2.用于一般地區(qū)的路肩式和路堤式擋土墻,但不應修建在滑坡、水流沖刷和崩塌等不良地質地段。它具有以下特點:1.可裝配式施工,施工簡便、快速、節(jié)省勞力和縮短工期。2.具有一定柔性,能夠適應地基輕微變形,且抗震性強。3.可做成很高的垂直擋土墻,對地基承載力要求較低。4.節(jié)約占地、造型美觀。葉盛[10]通過在青島至榮成試驗段的加筋土擋墻埋設元器件測(見圖1-4),對加筋土擋墻的應力、結構變形以及筋材受力進行分析,發(fā)現(xiàn)施工完畢后加筋土擋墻豎向應力幾乎不存在變化,土工格柵應變值變動很小,說明加筋土擋墻結構長期處于穩(wěn)定的狀態(tài)。圖1-4加筋土擋墻實例Fig.1-4Examplesofreinforcedearthretainingwall
【參考文獻】:
期刊論文
[1]側限條件下加筋對土體沉降的影響[J]. 傅志斌,劉志華,介玉新. 巖土工程技術. 2019(04)
[2]土工格柵加筋陡坡路堤在新疆地區(qū)的現(xiàn)場試驗研究[J]. 胡幼常,毛愛民,劉杰,陳曉鳴. 武漢理工大學學報(交通科學與工程版). 2019(03)
[3]新疆礫石土低路堤動力特性[J]. 楊曉華,萬琪,劉大鵬,包含. 交通運輸工程學報. 2019(03)
[4]平臺分級對加筋土邊坡穩(wěn)定性的影響研究[J]. 介玉新,周詩博,郭政豪,陳杰. 工程地質學報. 2018(05)
[5]車輛荷載作用下的黃土路堤結構體系受力與變形數(shù)值分析[J]. 李又云,楊建國,李哲. 河南大學學報(自然科學版). 2018(04)
[6]車輛荷載下路基變形特性分析[J]. 孟上九,周健,王淼,程有坤,孫義強. 地震工程與工程振動. 2018(02)
[7]車輛荷載下黃土參數(shù)對路堤沉降變形的影響[J]. 李又云,張玉偉,李恒,李哲. 鐵道科學與工程學報. 2018(02)
[8]加筋土邊坡筋材拉力分布與分區(qū)[J]. 張琬,許強,陳建峰,薛劍峰. 交通運輸工程學報. 2017(06)
[9]非對稱交通荷載作用下拓寬路堤動力特性分析[J]. 魚歡,鄭俊杰,曹文昭,郭震山. 地震工程學報. 2017(06)
[10]車輛荷載作用下加筋土擋墻的靜動響應現(xiàn)場試驗[J]. 劉澤,史克友,黃天琪,蔣梅東,黃凱峰. 水文地質工程地質. 2017(04)
博士論文
[1]土工格柵加筋礫類土力學特性和加筋機理試驗研究[D]. 劉杰.合肥工業(yè)大學 2018
[2]土工格柵加筋特性及其加筋結構計算方法研究[D]. 陳榕.大連理工大學 2011
[3]格柵加筋黏土結構的試驗研究及穩(wěn)定性分析[D]. 馮曉靜.大連理工大學 2009
[4]隨機荷載作用下柔性路面結構及路基動力響應研究[D]. 王晅.中南大學 2006
[5]鋼筋混凝土結構的本構關系及有限元模式[D]. 張遠高.清華大學 1990
碩士論文
[1]高速鐵路加筋土擋墻長期性能研究[D]. 葉盛.石家莊鐵道大學 2018
[2]車輛荷載下路基變形響應分析[D]. 周健.哈爾濱理工大學 2018
[3]車輛荷載作用下粗粒土路基動力響應與永久變形研究[D]. 邢逸航.長沙理工大學 2017
[4]重軸載對路基土安定性影響研究[D]. 羅丹.重慶交通大學 2017
[5]移動荷載作用下瀝青路面動響應分析[D]. 劉瑞軍.石家莊鐵道大學 2014
[6]移動荷載作用下層狀瀝青路面結構時程響應分析[D]. 梁洪濤.中南大學 2013
[7]加筋土中筋材作用工作特性與沉降控制作用分析[D]. 鄭必燦.華中科技大學 2013
[8]車輛荷載作用下路基沉降計算方法研究[D]. 陶冶.浙江大學 2012
[9]軟土地基公路擴建工程中土工格柵工作性狀模型試驗研究[D]. 李慶臻.華南理工大學 2010
[10]格柵加筋路堤邊坡試驗及設計方法研究[D]. 上官云龍.吉林大學 2009
本文編號:3449533
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