土工格柵加筋粗粒土路堤邊坡穩(wěn)定性研究
發(fā)布時間:2022-02-10 21:13
填方路堤在各種因素影響下,很容易造成路堤邊坡的變形和失穩(wěn)問題,土工格柵具有良好的工程特性,能有效改善路堤的變形特性,減小邊坡的水平位移。本文以西南山區(qū)一段加筋路堤工程為依托,以土工格柵和不同粒徑范圍的均勻粗粒土為研究對象,通過室內(nèi)試驗和數(shù)值模擬對邊坡穩(wěn)定性進行研究,其主要工作及研究成果如下:(1)通過基本物理力學性質(zhì)的測試試驗,發(fā)現(xiàn)三組粗粒土的級配不好,但顆粒分布較均勻;粗粒土的平均粒徑越大,最優(yōu)含水率越低,而平均粒徑越小,最優(yōu)含水率越高。(2)通過土工格柵與粗粒土填料的室內(nèi)拉拔試驗,分析了法向應(yīng)力、填料粒徑和拉拔速率三種因素對界面作用特性的影響。發(fā)現(xiàn)土工格柵所受的最大拉拔力隨著填料粒徑和拉拔速率的增大而增大;填料粒徑的增大顯著提高了界面摩擦參數(shù)似粘聚力,而對似摩擦角的影響并不明顯;拉拔速率的增大,使得似粘聚力幾乎呈線性增大,而似摩擦角變化不明顯。(3)將拉拔試驗所得的界面摩擦參數(shù)應(yīng)用于數(shù)值模型中的材料參數(shù),通過FLAC3D軟件模擬土工格柵加筋粗粒土路堤工程,考慮填料種類、格柵模量、加筋位置、加筋層數(shù)和加筋間距五種因素對邊坡穩(wěn)定性的影響。通過數(shù)值計算發(fā)現(xiàn):填料種類...
【文章來源】:遼寧工程技術(shù)大學遼寧省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
遼寧工程技術(shù)大學碩士學位論文9體產(chǎn)生的拉拔力(iT),摩擦阻力大于拉筋的拉力,即ifiTKF(2.7)式中:fK—拉筋抗拉安全系數(shù)。設(shè)ib為條帶總寬度,f為拉筋與填土間的摩擦系數(shù),有效長度為1iL。在忽略拉筋側(cè)摩阻力的條件下,在深度iZ處拉筋的抗拔阻力為1i)(f2viiLdxxbF(2.8)通常假定f沿拉筋長度方向和填土深度方向不變,)(vx隨填豐深度而變化。在同一深度范圍內(nèi),)(vx呈均勻分布,即iv)(Zx,則有i1iiiif2f2i1bLbdxZFL(2.9)][TfifKFKi(2.10)式中:][fK—規(guī)定的抗拔安全系數(shù)。2.3.2外部穩(wěn)定計算方法外部穩(wěn)定計算主要表現(xiàn)為加筋土邊坡整體穩(wěn)定性分析方面。加筋土邊坡的整體穩(wěn)定分析計算主要是基于加筋土體整體滑動這一破壞形式。多采用圓弧法進行計算,當滑弧上的阻滑力(或力矩)與下滑力(或力矩)比值達到規(guī)范規(guī)定值時,這樣加筋土邊坡是穩(wěn)定安全的。用條分法進行計算加筋土邊坡穩(wěn)定時,計算簡圖如圖2.1所示。圖2.1加筋土邊坡穩(wěn)定性計算簡圖Figure2.1CalculationofstabilityofreinforcedsoilslopeRWlcyTWRKiniiainiiiiii11isαsin)tanαcos((2.11)式中:ic—第i土條的粘聚力;
遼寧工程技術(shù)大學碩士學位論文113土工格柵和粗粒土的物理力學性質(zhì)測試3.1土工格柵物理力學性質(zhì)測試及分析土工格柵出廠時,廠家一般會提供一些技術(shù)參數(shù),如聚合物的種類、加工工藝、產(chǎn)品的類型、產(chǎn)品規(guī)格等,但具體的力學性能參數(shù)仍需要通過試驗來測出。然而同一種類的加筋材料,由于它們的加工工藝和制作過程不同,其工程特性有時也會受到一些影響。由于拉拔試驗中采用的填料為粗粒土填料,對土工格柵的力學性能指標有較高的要求,為了得出準確的土工格柵拉伸技術(shù)參數(shù),為后章拉拔試驗中加筋材料的選取提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),需要對土工格柵進行抽樣試驗。本文拉伸測試試驗所用的雙向塑料聚丙烯土工格柵試樣如圖3.1所示。圖3.1土工格柵Figure3.1Geogrid3.1.1土工格柵拉伸試驗1、試驗方法土工格柵拉伸試驗的方法[50],按照《土工合成材料測試規(guī)程》(SL/235-2012)中規(guī)定,根據(jù)土工格柵的類型既可選擇單肋法也可選擇多肋法,單肋法即采用條帶進行試驗,多肋法是裁剪寬條土工格柵進行試驗。每組樣品不能少于三個,長度方向包含兩個完整單元,且試樣長度不可小于100mm,拉伸速率定量為應(yīng)變控制式。試樣尺寸采取單條寬度為20cm,包含五條橫肋,配合土工格柵長家提供的拉伸特性、格柵在試驗設(shè)備下的受力特性及結(jié)合現(xiàn)場試驗情況,由百分表監(jiān)測土工格柵的形變量,確定試驗拉伸速率的計量為1%/min。2、試驗設(shè)備本次試驗采用了如圖3.2所示的YT1200型土工合成材料直剪拉拔摩擦試驗系統(tǒng)進行
【參考文獻】:
期刊論文
[1]加筋邊坡筋材拉力分布規(guī)律參數(shù)分析[J]. 苗宇龍,張琬. 低溫建筑技術(shù). 2018(07)
[2]顆粒粒徑對粗粒土-混凝土接觸面剪切特性影響試驗研究[J]. 成浩,王晅,張家生,吳昭奕. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學學報. 2018(01)
[3]加筋土邊坡穩(wěn)定性分析水平條分簡化計算方法[J]. 馬學寧,吳培元,王旭,王博林. 鐵道學報. 2017(09)
[4]顆粒粒徑對格柵-土界面靜、動力直剪特性的影響[J]. 劉飛禹,王攀,王軍,蔡袁強. 巖土力學. 2017(01)
[5]加筋土邊坡穩(wěn)定分析安全判據(jù)和標準研究[J]. 陳祖煜,章吟秋,宗露丹,韓黎明,詹成明. 中國公路學報. 2016(09)
[6]基于FLAC3D的加筋土填方邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 段曉偉,耿少波. 唐山學院學報. 2016(03)
[7]粗粒料加筋土邊坡格柵應(yīng)變在空間和時間的變化規(guī)律研究[J]. 許業(yè)波. 土工基礎(chǔ). 2016(02)
[8]地震作用下土工合成材料加筋土邊坡動力分析[J]. 董士杰,魏紅衛(wèi). 鐵道科學與工程學報. 2015(04)
[9]基于Midas/GTS的邊坡穩(wěn)定性分析及加固研究[J]. 任志丹,呂力行. 勘察科學技術(shù). 2015(01)
[10]土工格柵界面摩擦特性試驗研究[J]. 趙川,竇遠明,耿敏. 河北工業(yè)大學學報. 2014(01)
博士論文
[1]土工格柵加筋高填方路堤變形與穩(wěn)定性研究[D]. 耿敏.河北工業(yè)大學 2013
[2]H-V加筋路堤穩(wěn)定性分析及機理研究[D]. 張石磊.上海大學 2010
碩士論文
[1]返包式加筋陡坡高路堤筋土相互作用機理及穩(wěn)定性研究[D]. 夏磊.西南交通大學 2017
[2]加筋土邊坡合理布筋方式研究[D]. 吳培元.蘭州交通大學 2017
[3]昔格達層填筑路堤本體離心模型試驗研究[D]. 李菁.西南交通大學 2016
[4]土工格柵加筋高填路堤變形和穩(wěn)定特性研究[D]. 劉紅.華中科技大學 2013
[5]基于強度折減有限差分法的高陡加筋土邊坡穩(wěn)定性分析及優(yōu)化設(shè)計初探[D]. 黃鋒.長安大學 2009
本文編號:3619539
【文章來源】:遼寧工程技術(shù)大學遼寧省
【文章頁數(shù)】:82 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
遼寧工程技術(shù)大學碩士學位論文9體產(chǎn)生的拉拔力(iT),摩擦阻力大于拉筋的拉力,即ifiTKF(2.7)式中:fK—拉筋抗拉安全系數(shù)。設(shè)ib為條帶總寬度,f為拉筋與填土間的摩擦系數(shù),有效長度為1iL。在忽略拉筋側(cè)摩阻力的條件下,在深度iZ處拉筋的抗拔阻力為1i)(f2viiLdxxbF(2.8)通常假定f沿拉筋長度方向和填土深度方向不變,)(vx隨填豐深度而變化。在同一深度范圍內(nèi),)(vx呈均勻分布,即iv)(Zx,則有i1iiiif2f2i1bLbdxZFL(2.9)][TfifKFKi(2.10)式中:][fK—規(guī)定的抗拔安全系數(shù)。2.3.2外部穩(wěn)定計算方法外部穩(wěn)定計算主要表現(xiàn)為加筋土邊坡整體穩(wěn)定性分析方面。加筋土邊坡的整體穩(wěn)定分析計算主要是基于加筋土體整體滑動這一破壞形式。多采用圓弧法進行計算,當滑弧上的阻滑力(或力矩)與下滑力(或力矩)比值達到規(guī)范規(guī)定值時,這樣加筋土邊坡是穩(wěn)定安全的。用條分法進行計算加筋土邊坡穩(wěn)定時,計算簡圖如圖2.1所示。圖2.1加筋土邊坡穩(wěn)定性計算簡圖Figure2.1CalculationofstabilityofreinforcedsoilslopeRWlcyTWRKiniiainiiiiii11isαsin)tanαcos((2.11)式中:ic—第i土條的粘聚力;
遼寧工程技術(shù)大學碩士學位論文113土工格柵和粗粒土的物理力學性質(zhì)測試3.1土工格柵物理力學性質(zhì)測試及分析土工格柵出廠時,廠家一般會提供一些技術(shù)參數(shù),如聚合物的種類、加工工藝、產(chǎn)品的類型、產(chǎn)品規(guī)格等,但具體的力學性能參數(shù)仍需要通過試驗來測出。然而同一種類的加筋材料,由于它們的加工工藝和制作過程不同,其工程特性有時也會受到一些影響。由于拉拔試驗中采用的填料為粗粒土填料,對土工格柵的力學性能指標有較高的要求,為了得出準確的土工格柵拉伸技術(shù)參數(shù),為后章拉拔試驗中加筋材料的選取提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),需要對土工格柵進行抽樣試驗。本文拉伸測試試驗所用的雙向塑料聚丙烯土工格柵試樣如圖3.1所示。圖3.1土工格柵Figure3.1Geogrid3.1.1土工格柵拉伸試驗1、試驗方法土工格柵拉伸試驗的方法[50],按照《土工合成材料測試規(guī)程》(SL/235-2012)中規(guī)定,根據(jù)土工格柵的類型既可選擇單肋法也可選擇多肋法,單肋法即采用條帶進行試驗,多肋法是裁剪寬條土工格柵進行試驗。每組樣品不能少于三個,長度方向包含兩個完整單元,且試樣長度不可小于100mm,拉伸速率定量為應(yīng)變控制式。試樣尺寸采取單條寬度為20cm,包含五條橫肋,配合土工格柵長家提供的拉伸特性、格柵在試驗設(shè)備下的受力特性及結(jié)合現(xiàn)場試驗情況,由百分表監(jiān)測土工格柵的形變量,確定試驗拉伸速率的計量為1%/min。2、試驗設(shè)備本次試驗采用了如圖3.2所示的YT1200型土工合成材料直剪拉拔摩擦試驗系統(tǒng)進行
【參考文獻】:
期刊論文
[1]加筋邊坡筋材拉力分布規(guī)律參數(shù)分析[J]. 苗宇龍,張琬. 低溫建筑技術(shù). 2018(07)
[2]顆粒粒徑對粗粒土-混凝土接觸面剪切特性影響試驗研究[J]. 成浩,王晅,張家生,吳昭奕. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學學報. 2018(01)
[3]加筋土邊坡穩(wěn)定性分析水平條分簡化計算方法[J]. 馬學寧,吳培元,王旭,王博林. 鐵道學報. 2017(09)
[4]顆粒粒徑對格柵-土界面靜、動力直剪特性的影響[J]. 劉飛禹,王攀,王軍,蔡袁強. 巖土力學. 2017(01)
[5]加筋土邊坡穩(wěn)定分析安全判據(jù)和標準研究[J]. 陳祖煜,章吟秋,宗露丹,韓黎明,詹成明. 中國公路學報. 2016(09)
[6]基于FLAC3D的加筋土填方邊坡穩(wěn)定性分析[J]. 段曉偉,耿少波. 唐山學院學報. 2016(03)
[7]粗粒料加筋土邊坡格柵應(yīng)變在空間和時間的變化規(guī)律研究[J]. 許業(yè)波. 土工基礎(chǔ). 2016(02)
[8]地震作用下土工合成材料加筋土邊坡動力分析[J]. 董士杰,魏紅衛(wèi). 鐵道科學與工程學報. 2015(04)
[9]基于Midas/GTS的邊坡穩(wěn)定性分析及加固研究[J]. 任志丹,呂力行. 勘察科學技術(shù). 2015(01)
[10]土工格柵界面摩擦特性試驗研究[J]. 趙川,竇遠明,耿敏. 河北工業(yè)大學學報. 2014(01)
博士論文
[1]土工格柵加筋高填方路堤變形與穩(wěn)定性研究[D]. 耿敏.河北工業(yè)大學 2013
[2]H-V加筋路堤穩(wěn)定性分析及機理研究[D]. 張石磊.上海大學 2010
碩士論文
[1]返包式加筋陡坡高路堤筋土相互作用機理及穩(wěn)定性研究[D]. 夏磊.西南交通大學 2017
[2]加筋土邊坡合理布筋方式研究[D]. 吳培元.蘭州交通大學 2017
[3]昔格達層填筑路堤本體離心模型試驗研究[D]. 李菁.西南交通大學 2016
[4]土工格柵加筋高填路堤變形和穩(wěn)定特性研究[D]. 劉紅.華中科技大學 2013
[5]基于強度折減有限差分法的高陡加筋土邊坡穩(wěn)定性分析及優(yōu)化設(shè)計初探[D]. 黃鋒.長安大學 2009
本文編號:3619539
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