加筋土中筋材作用工作特性与沉降控制作用分析

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在山区修建高等级公路,不可避免地会遇到各种不同类型的高填路堤。路堤在车辆重复荷载和自身重力作用下由于填筑高度大易使路堤产生自身压缩和地基沉降,这样导致了路堤整体下沉和局部下沉,从而影响了交通系统的正常运营,危及人民生命财产安全。在高填路堤中铺设土工格栅虽然提高了路堤的稳定性,但是否能有效减小高填路堤的沉降则有待研究;从土工格栅与粘性土细观作用特性出发研究路堤的变形还有待于研究。因此,对加筋土中筋材作用的工作特性进行研究具有很重要的理论价值和工程实际意义。
　　为了研究筋材与粘性土的作用机理以及加筋后土体应力、位移等变化,利用PFC2D颗粒流程序模拟粘性土的拉拔试验,分析拉拔过程中在不同法向应力作用下土颗粒位移、应力以及孔隙率的变化。结果表明,法向应力越大,加筋土的剪切强度也越大;加筋后土体的黏聚力变为18.8kPa,比实际土体的黏聚力16.8kPa大,内摩擦角从13.9变小为6,改变了土体的强度特性。
　　然后,利用FLAC3D有限差分法模拟土工格栅铺设的高填路堤分层填筑过程,研究土工格栅对高填路堤变形的影响。针对高填路堤有、无铺设土工格栅分析在分层填筑过程中水平位移、竖直位移的变化情况,土工格栅铺设对控制土体沉降和侧向位移都有一定作用,水平位移降低幅度为8.74％,沉降降低幅度为3.82%。在行车荷载作用下,土工格栅对土体的水平位移与沉降降低幅度为15.18%、17.32%,这明显比自重场中降低幅度都大。
　　最后,根据广东云浮(双凤)至罗定(榃滨)高速公路的双东至榃滨段中的K48+360-K48+420段所监测的沉降、水平位移数据,与模拟所得到的沉降、水平位移结果相比分别相差11%、4%,说明所建立的加筋填筑路堤仿真模型的合理性。这表明加筋技术可以防止高填方路堤的不均匀沉降,抑制了坡面的侧向位移。

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作者
郑必灿;
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作者单位

华中科技大学;

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授予单位华中科技大学;
学科岩土工程
授予学位硕士
导师姓名汪华斌;
年度 2013
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 U416.12;
关键词
高填路堤; 加筋土; 筋材作用; 工作特性; 沉降控制;

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