土工格室加固铁路软弱基床的有限元分析

在分析土工格室加固铁路软弱基床机理的基础上,结合工程实例,对土工格室加固铁路软弱基床进行了三维有限元分析。计算中采用Drucker-prager模型模拟土体的材料非线性,采用三维薄膜单元模拟土工格室的立体加筋性能。计算结果表明：土工格室模量越大加筋效果越显著;基床填料模量的增大对减小土工格室加筋基床的总沉降和差异沉降有较明显的效果,而对减小基床土的水平位移影响较小;填料模量的增大对减小路堤底面附加应力有显著效果,可使路堤底面附加应力分布更为均匀。     

土工格栅加筋路堤对软基位移场的影响

采用非线性有限元方法,通过比较土工格栅加筋路堤和未加筋路堤来分析加筋对软基位移场的影响.计算结果表明:土工格栅能较大地减小软基路堤的侧向位移、减小不均匀沉降和堤外隆起,在一定程度上减小路堤的最大沉降.研究结果对软基上路堤加筋处理有借鉴意义.     

软上地基上加筋碎石垫层工作性状试验研究

通过模型试验研究了加筋和不加筋碎石垫层在软土地基上的承载特性,分析了垫层厚度、加筋材料、加筋层数、筋体布置位置等因素对垫层承载特性的影响。结果表明：垫层厚度对地基沉降影响明显,合理的垫层厚度能有效地降低地基的沉降;加筋后的碎石垫层对降低地基沉降的效果更明显,同等条件下,土工格室的加筋效果优于土工格栅;加筋层数及筋体布置位置对加垫碎石垫层承载特性有一定影响,层数越多加筋效果越好,将筋体布置在垫层下部时效果最好;加垫层能在一定程度上提高地基基床系数,其中土工格室加筋碎石垫层对提高地基基床系数效果最好。     

土工格室加筋对橡胶砂动剪模量影响的试验研究

对4种质量配合比(0%,20%,30%,100%)和4种竖向固结压力下的加筋与无筋橡胶砂,进行循环单剪试验,分析土工格室加筋对橡胶砂动剪模量的影响规律。研究结果表明:加筋与无筋橡胶砂的动剪模量均随着动剪应变幅值的增大而减小,随着橡胶含量的增大而降低,随着竖向固结压力的增加而升高,动剪模量曲线均随着固结压力的增大而趋于平缓、非线性特性减弱;土工格室加筋使得橡胶砂的动剪模量有所提高,但是随着剪应变幅值和固结压力的增大,加筋的影响降低;土工格室加筋使得橡胶砂的模量比衰减延迟,但其影响亦随固结压力的增大而减弱。     

土工格室处理高速公路拓宽结合部分析

为了解土工格室处理高速公路拓宽结合部的效果,使加宽部分路堤和既有道路更为紧密地衔接形成整体,减少新老路堤的不均匀沉降,应用有限元分析土工格室铺于新老路基结合处不同层位时路基顶面各关键点的侧向位移、竖向沉降和最大差异沉降.结果表明,土工格室的铺设可以减少路基的侧向位移和差异沉降,且铺于基底和基顶时效果最好,可以提高路基整体刚度和地基承载能力.     

桩承式路堤中加筋褥垫层的工作性状

建立桩承式加筋路堤三维有限元模型,对比分析多层土工格栅与单层土工格栅情况下软土表面沉降、软土表面竖向应力与加筋体应变的分布规律.研究发现：软土表面的沉降仅与土工格栅的总强度有关,而土工格栅的层数对软土表面的沉降影响不大;对比单层与三层加筋体模型结果可知,三层加筋体能更明显地减小作用在软土中心的竖向应力,从而使得两桩之间的竖向应力分布更加均匀.在土工格栅总强度相同的情况下,多层加筋体底层土工格栅的最大应变是单层加筋体的1.38~1.50倍.     

土工格栅处理拓宽路堤不均匀沉降有限元仿真

采用AD INA非线性有限元分析软件,对土工格栅处理武黄高速公路武汉市三环线共线段拓宽路堤变形和应力进行仿真计算和分析,对土工格栅处理拓宽路堤不均匀变形的作用效果进行分析.结果表明,土工格栅对减小路堤不均匀竖向附加变形、侧向位移以及基底不均匀附加应力有显著效果,为拓宽设计提供了理论依据.为了检验仿真效果,拟进行工后路堤变形跟踪观测,对不同高路堤分别布置沉降观测点,利用实际观测结果对计算模型进行验证和修正,为该仿真成果推广应用积累经验,并作进一步研究之用.     

煤矸石桩-土工格室复合路基承载特性

为了研究煤矸石桩-土工格室复合路基的承载性能，以煤矸石桩、土工格室及格栅分别作为竖向、水平向加筋体，开展静载试验，分析土工格室和格栅拉伸应力、桩体轴向应力以及桩顶与桩间土压力的变化规律.研究结果表明：当施加到第8级荷载时，相较于土工格栅，土工格室上的拉应力增大67.93%，格室组中心桩与边桩中性点应力分别增大78.22%、30.95%，中性点对应截面位于桩体中部距桩顶约50 cm处；加筋垫层下方格室组的桩土应力比与格栅组相比，路基中部增大13.68%，路基边缘部分增大12.40%～13.49%，整体增大13.19%.煤矸石桩-土工格室复合结构能够有效地将荷载由桩身传递至基底；土工格室加筋垫层均匀地将荷载横向传递至加筋体，削弱桩土间的土拱效应，土工格室与垫层构成的柔性筏板效应更突显.     

基于离散-连续耦合方法的土工格室加筋碎石承载能力数值模拟

土工格室加筋碎石基层材料具有较强的适应路基变形能力,然而其承载能力与变形机理并不明确.通过采用离散-连续耦合的算法分别对格室高度为100、150、200 mm;格室焊炬为400、600、800 mm的9种土工格室加筋碎石基层复合结构与无格室碎石基层复合结构在加载过程中的力学性能进行数值计算,并对土工格室结构弹性模量进行对比分析.研究结果表明:对碎石采用土工格室加筋处理后,路基承载能力得到了较大的提高,土工格室结构层弹性模量提高比例最大为38.61%;格室高度一定的情况下,土工格室结构层的承载能力随着格室焊距的减小而增强;在格室焊距一定的情况下,土工格室结构层的承载能力随着格室高度的增大相应提高;型号为400~200 mm的土工格室结构层,竖向变形大的区域占整个下承层顶面面积的17.36%,且分布较均匀,加筋效果最好.     

软土地基上循环荷载作用下加筋碎石垫层 工作特性分析

通过模型试验研究了循环荷载作用下土工格栅、土工格室及纯碎石垫层在软土地基上的承载特性;分析不同工况下沉降、桩身应变及桩土应力比随循环次数、峰值荷载的变化规律。研究结果表明:在动载条件下,加筋碎石垫层能有效地限制垫层的位移,显著减小复合地基的累计沉降;加筋后的碎石垫层强度和刚度均得到增强,能有效调节桩-土应力分布,改善碎石垫层的受力特性,大幅度提高桩-土应力比,有效减小桩身应变;同等条件下,土工格室碎石垫层对于减小桩顶沉降、提高桩-土应力比和降低桩身应变的性能略优于土工格栅碎石垫层,并随着循环峰值荷载增加,两者的作用效果更好。