山區(qū)挖填路基中挖填交界兩側(cè)的不均勻沉降一直是路基工程領(lǐng)域中所面臨的疑難問題之一。以往的學(xué)者,通常采取將挖填路基交界處開挖臺階,并在臺階處鋪設(shè)土工格柵的方式來解決挖填交界兩側(cè)不均勻沉降問題。然而,土工格柵作為一種不可再生的化工合成材料,生產(chǎn)成本偏高,生產(chǎn)過程中會對環(huán)境造成污染,同時(shí)在山高坡陡的西部山區(qū)使用,會受地形地貌、交通運(yùn)輸及施工條件的限制。本文將響應(yīng)建筑行業(yè)朝著低碳、節(jié)能及環(huán)保方向發(fā)展的基本方針,引入竹筋這種新型加筋材料,其原材料為在我國山區(qū)廣泛分布的竹材,原生態(tài)又環(huán)保,既能保證加筋效果,又便于在山區(qū)就地取材,以下為本文的具體研究內(nèi)容。首先,對竹材的分布狀況進(jìn)行了概述,基于此,分別從宏觀及微觀的角度考量了竹材的構(gòu)造及力學(xué)性能,并對竹材的耐久性及經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,竹材中竹纖維的含量對其力學(xué)性能起著決定性的作用;竹材的綜合成本低于傳統(tǒng)加筋材料,并可將其浸泡在硼酸混合溶液中,以增強(qiáng)竹材的耐久性。其次,采用室內(nèi)試驗(yàn),對湘西楠竹竹筋抗拉、抗壓、抗剪以及抗彎力學(xué)性能進(jìn)行了測試,并將其與規(guī)范對傳統(tǒng)加筋材料的要求進(jìn)行對比表明,竹筋力學(xué)性能滿足規(guī)范要求,同時(shí),結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果對竹筋拉斷破壞面與抗壓破壞裂縫發(fā)展過程進(jìn)行了分析。在室內(nèi)試驗(yàn)取得的成果基礎(chǔ)之上,結(jié)合現(xiàn)場拉拔試驗(yàn),對不同法向應(yīng)力下的竹筋及竹筋格柵展開了筋土界面特性研究,優(yōu)化了以往拉拔試驗(yàn)中計(jì)算抗拔應(yīng)力的公式。然后,以竹筋格柵實(shí)際工作中的受力特征為基點(diǎn),從兩個方面對竹筋格柵承載變形機(jī)理展開了研究。其一,基于竹筋格柵的抗拉性能,將其承載機(jī)理分為摩擦加筋機(jī)理、似粘聚力機(jī)理、被動錨固機(jī)理以及張力膜機(jī)理。其二,基于竹筋格柵的抗彎性能,結(jié)合Pasternak雙參數(shù)路基模型對竹筋格柵加筋挖填路基進(jìn)行了簡化,對竹筋格柵加筋體的受彎變形展開了研究,并給出了具體的計(jì)算變形方法,同時(shí),結(jié)合數(shù)值模擬計(jì)算驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性與有效性。最后,運(yùn)用Flac3D有限差分軟件建立了挖填路基三維模型,分別對挖填路基交界面處不加筋、加土工格柵以及加竹筋格柵三種工況的路基頂面沉降、路基應(yīng)力以、路基水平位移及路基承載力進(jìn)行了對比分析,并對竹筋格柵加筋挖填路基竹筋格柵的鋪設(shè)層數(shù)進(jìn)行了探討。結(jié)果表明,竹筋格柵能明顯控制挖填交界兩側(cè)差異沉降、減少路基水平位移以及路基應(yīng)力集中現(xiàn)象,并建議竹筋格柵鋪設(shè)在挖填交界底層、中間層以及頂層。
【學(xué)位單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U416.16
【部分圖文】：

竹節(jié)是竹材的一項(xiàng)組成部分，其存在會對竹材的力學(xué)性能產(chǎn)生一定影響，??為此本試驗(yàn)共制作了兩種不同試件，其一為有竹節(jié)的竹筒，其二為無竹節(jié)的竹筒，??無竹節(jié)的試件３個，有竹節(jié)的試件１個，高度均為１２０ｍｍ，如圖３．１?（ａ）所示。??３．２．３試驗(yàn)步驟??（１）

??圖３．３?（ｂ）？（ｃ）展示了試件的破壞過程，在試驗(yàn)過程中竹筒首先在竹黃內(nèi)??側(cè)產(chǎn)生一點(diǎn)點(diǎn)細(xì)微的裂縫，隨著荷載的增加，裂縫逐漸伸長，如圖３．３（ｂ）所示，??當(dāng)裂縫達(dá)到不能伸長的狀態(tài)時(shí)，裂縫開始逐漸橫向發(fā)展，并在裂縫的下端產(chǎn)生許??多小斑點(diǎn)，此小斑點(diǎn)為竹黃內(nèi)部維管束抵抗外荷載作用而產(chǎn)生，如圖３．３?（ｃ）所??示隨著荷載逐漸達(dá)到峰值，裂縫開始往竹青處擴(kuò)散，如圖３．３?（ｄ）所示產(chǎn)生這種??由竹黃向竹青逐漸發(fā)生破壞現(xiàn)象，主要是因?yàn)橹癫闹械挚雇獠亢奢d??試件厚度／ｍｍ??（ａ）?試件厚度－抗壓強(qiáng)度關(guān)系?（ｂ）?竹黃開始破壞??遍邏??（ｃ）?裂縫加深?（ｄ）?破壞向竹青發(fā)展??圖３．３抗壓試驗(yàn)結(jié)果及試件破壞過程??的主要組成部分為竹材內(nèi)部的維管束，而維管束的數(shù)量是由竹黃部分沿徑向逐漸??向竹青部分?jǐn)U大的，所以竹青的力學(xué)強(qiáng)度要高于竹黃的力學(xué)強(qiáng)度，因此當(dāng)外部荷??載作用在竹材上時(shí)

圖３．４抗剪試驗(yàn)試件及其固定??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2870914