新型土工格室加筋土性能及加筋高填方路堤结构优化研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:DJ_BOY
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
新型土工格室是一种三维立体加筋材料,它具有均匀稳定、节点强度高、弹性模量大、抗拉强度高、耐腐蚀、抗老化等特点,应用前景广阔。高填方路堤具有填方高度大、占地面积宽、填方量大的工程特点。结合新型土工格室超强的加筋性能,在高填方路堤中铺设土工格室,通过路堤填料与土工格室之间的相互作用,能提高土体的强度和路堤稳定性,达到优化边坡,收缩坡脚,减少占地面积的效果。然而,现有的加筋理论研究并不完善,加筋机理和设计理论的研究落后于工程实践,加上新型土工格室加筋路堤运用实例缺乏,使得新型土工格室的运用推广受到极大限制。
  鉴于存在以上问题,本文以某高速公路高填方路堤工程为背景,采用室内试验与数值分析相结合的方法对新型土工格室加筋土的筋土界面摩擦特性、加筋土抗压强度及土工格室加筋高填方路堤结构优化进行研究。首先从格室工程运用入手,研究新型土工格室的加筋机理。其次通过拉拔试验探讨了粘性土的压实度和含水率对筋土界面摩擦特性的影响,通过无侧限抗压强度试验分析了土体的压实度、加筋层数和含水率对加筋土抗压强度特性的影响。最后,根据试验结果并结合工程实例,利用ABAQUS软件建立数值分析模型,对新型土工格室加筋高填方路堤结构进行优化,并提出加筋高填方路堤结构优化方法,最后基于提出的结构优化方法,进行加筋结构设计并与原设计方案进行对比分析。基于以上研究,论文得到的主要结论如下:
  (1)土体的压实度及含水率对筋土界面阻力系数影响较大。随着压实度的提高或者含水率的降低,界面阻力系数增大。
  (2)压实度越高、加筋层数越多、含水率越低,新型土工格室加筋土抗压强度越大。随着加筋层数的增加,压实度对加筋土抗压强度提升幅度有所下降。当加筋层数越多,压实度对抗压强度的影响越小。加筋层数为2层时,抗压强度增幅最大。当压实度为94%时,含水率从19%下降到11%时,抗压强度在增大,但是增幅却在减小,依次为66.8%、60.3%、31.5%。
  (3)路堤结构优化结果表明新型土工格室网格大小为20cm?20cm,高度为10cm时加筋效果最佳;格室加筋间距为2m属于最优选择;依托工程路堤边坡坡率为1∶1,边坡级数取3最为合理。并依据优化结果,提出新型土工格室加筋高填方路堤结构优化设计方法。
  (4)采用数值模拟分析方法,加筋前后路堤的力学特性对比结果表明,新型土工格室的运用,可以有效减小高填方路堤沉降,增强路堤稳定性。并且加筋路堤的拉应力分布范围及潜在滑动破坏区域均有大幅度减小。
  
其他文献
重大工程结构中存在诸多不确定因素,这些不确定因素对工程结构的安全使用或运营有着或多或少的影响。为了保障这些重大工程结构在施工和运营过程中的安全性,对含有不确定性或随机性的工程结构进行安全可靠性分析十分必要。而为了开展不确定或随机结构的安全可靠性分析,获取随机结构在不同荷载作用下响应是一个重要前提。目前,国内外对于含随机参数的工程结构的响应求解方法主要都是近似的数值解法,这些方法的精度随着随机参数变
学位
屈曲约束支撑作为最近三十年来国内外兴起的耗能减震构件,具有在拉力或者压力作用下屈服而不屈曲,滞回曲线饱满,耗能性能稳定的优点,因此被广泛使用。传统的屈曲约束支撑一般采用约束单元在外,核心受力单元在内的结构形式,但在震后往往很难快速方便地检查其损伤程度,检查过程可能会对构件进行二次破坏。为了解决这一问题,此次研究采用核心受力单元在外,约束单元在里的结构形式。利用ABAQUS对端部加强式新型双重圆钢管
桥梁墩台预制拼装技术因其施工周期短、环境友好等优点近年来发展十分迅速,预制墩台间的连接性能一直是桥梁领域关注的热点问题。目前预制桥墩与承台间的连接方式主要包括灌浆金属套筒、承插式和金属波纹管等,但其存在对接工艺复杂、施工精度要求高、施工成本大、波纹管易锈蚀等一系列问题。针对上述问题,本课题组提出一种适用于预制桥墩与承台构件间的新型连接方式,即“预留灌浆孔螺栓锚头连接方式”,其由带螺栓锚头连接钢筋、
学位
高速公路是基础设施领域中吸纳投资最多的行业,是基础设领域中政府和社会资本合作模式(Public-Private Partnership,PPP)应用最广泛的行业之一。财务基准收益率是判断高速公路PPP项目投资决策的重要参数,但是当前政府出台的文件没有给出确切可行的确定基准收益率的办法,不利于PPP项目朝规范化、高质量、可持续的方向发展。因此本文基于基准收益率理论,对高速公路PPP项目基准收益率展开
学位
目前国内外关于能量法的研究中,总输入能的能量谱的探讨一直是抗震工程界的热门研究领域。通过选定实际记录的地震加速度时程,计算不同周期结构的地震响应,从而获得相应的地震总输入能以及总输入能与阻尼比、地震反应持时及场地类型等的定量关系,并最终得到总输入能的能量谱。对于实际工程结构来讲,由于地震动的不确定性以及结构的非线性,很难得到总输入能时程的显式表达式。利用同一个地震动功率谱密度函数,可以拟合成无数条
学位
由于特大型危岩体崩塌具有突发性和不可预见性特点,结合甑子岩危岩体实际工程地质条件及治理方案,针对特大型危岩体爆破削方治理过程中的潜在危险源,主要从危岩体地质条件、环境因素、爆破削方施工及施工管理四个方面进行危险源辨识,建立了特大型危岩体爆破削方治理安全风险评价体系;基于云模型理论,提出了层次赋权的危岩体云模型安全风险评价方法。主要研究成果如下:  (1)根据特大型危岩体的自身特点及爆破削方治理过程
学位
建筑业在我国国民经济中占有重要比例,是支撑我国经济发展的重要产业之一。但是由于人口老龄化、劳动力短缺和环境污染等问题日趋严峻,建筑业难以在现有的建造方式下,保证可持续发展。装配式建筑建造模式是采用工业化制造的思想,将建筑的构件进行提前制造生产、后期现场装配的建造过程。装配式建筑由于具有环境污染小、可减少现场作业、构件可大批量标准化生产等优势,因此发展装配式建筑已成为解决我国建筑发展瓶颈问题的可行方
在我国,随着经济社会的发展,管道里程越来越长。金属市政给水管道材质主要是铸铁与低碳钢,这种材料本身化学性质活泼,在腐蚀环境的作用下,强度随时间推移不断降低。管道可能面临各种不同的腐蚀环境,而当管道被埋置在土壤中的时候,在复杂化学条件的作用下,特别是酸性土壤中,管道腐蚀随时间进展尤其迅速。管道发生腐蚀以后,表面生成铁锈,而铁锈没有强度,因此会影响管道材料的力学性能,主要有抗拉强度、断裂韧性,进而对整
国内外斜拉桥断索事故时有发生,斜拉索断裂问题越来越受到重视。斜拉索作为斜拉桥主要受力部分,一旦发生断裂,斜拉桥结构将承受较大的交变应力,还会影响桥上行人和行车安全。严重时,可能会导致断索位置附近斜拉索发生相继断裂,进而引发斜拉桥倒塌。目前对断索时斜拉桥各构件的动力响应仍缺少研究,且在紧急处理斜拉索断裂事故及换索工程时仍缺少相应理论指导。所以,研究断索对斜拉桥力学行为的影响是很有必要的。本文分析了斜
学位
随着我国桥梁技术的快速进步,桥梁装配化施工技术逐渐成为目前桥梁技术的主要发展方向。预制拼装结构的应用能加快施工速度、提高施工质量、减少环境污染。目前预制装配化技术在桥梁上部结构中得到了大量的应用,预制桥面板构件符合国家对桥梁建设领域提出的预制化、标准化、工业化和产业化的要求。为了更好的传递剪力和弯矩,预制桥面板之间通常采用湿接缝的连接形式。但在大量工程实践中发现,桥面板湿接缝宽度大、施工复杂,直接