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1、浙江大學博士學位論文土工合成材料加筋地基的機理姓名：楊曉軍申請學位級別：博士專業(yè)：巖土工程指導教師：龔曉南19990601摘要土工合成材料是一種新型的巖土工程材料。目前，土工合成材料加筋技術(shù)在水利、鐵路、-公路、港口和建筑工程中已得到大量應(yīng)用。為了推廣土工合成材料這一新興土木工程材料的應(yīng)用，近年來各國學者對土工合成材料的加筋理論進行了廣泛的研究，做了大量的深入細致的工作，取得了一批可靠的研究成果。然而，由于加筋材料的特殊性及筋材與土之間相互作用的復(fù)雜性，加筋機理的研究還處于相對滯后的狀態(tài)，加筋工程事故時有發(fā)生。目前的加筋設(shè)計計算理論還很不成熟，制約
2、了土工合成材料加筋技術(shù)的進一步推廣應(yīng)用。本文在緒論中系統(tǒng)介紹了國內(nèi)外加筋技術(shù)研究的現(xiàn)狀，指出了目前迫切需要解決的問題。本文的主要工作有：a)作者嘗試從數(shù)值分析的角度，研究土工合成材料加筋堤的加筋機理。作者編制了平面應(yīng)變條件下考慮地基土體8iot固結(jié)的非線性有限元程序。該程序能自動劃分單元，自動對單元及結(jié)點進行編號，自動計算結(jié)點坐標，土單元采用8結(jié)點Serendipity等參單元，土工合成材料采用只能受拉的膜單元，土工合成材料與土單元之間設(shè)置接觸面單元。用以上程序研究分析了薄層軟土地基上的加筋路堤的性狀，深厚軟土地基上的加筋路堤的性狀，并分析了深度對
3、加筋效果的影響、加筋體剛度對加筋效果的影響。加筋使堤趾水平位移減小的作用提醒我們在加筋堤施工中以堤趾樁的水平位移監(jiān)測來控制堆載速率的傳統(tǒng)方法可能不再適用。b)在此基礎(chǔ)上作者進一步從理論上分析了土工合成材料加筋堤的加筋機理，指出充分發(fā)揮筋材的拉力是提高加筋效果的關(guān)鍵，在JeweH等人工作基礎(chǔ)上進一步總結(jié)出加筋作用的三個主要方面的原理。c)采納了Jewell將滑弧限制在地基土中的建議，參考了Rowe、劉吉福、洪昌華、沈珠江等的工作，發(fā)展了土工合成材料加筋路堤的穩(wěn)定分析方法，經(jīng)連云港試驗堤的驗算比較，表明該方法能夠反映士工合成材料加筋的效果，較之常規(guī)的“
4、瑞典法”及“荷蘭法”要更為合理。d)提出了條形基礎(chǔ)下的合理加筋的區(qū)域范圍：加筋最佳深度在0．5B～O．7B之間，加筋的有效寬度在B～1．5B之間。本文的主要創(chuàng)新之處在于：a)本文系統(tǒng)地提出了對不同類型的土工合成材料在有限元數(shù)值分析時的三種不同處理方法，即對平面隔離加筋材料(如土：I=布、土：[膜等)、平面鏤空加筋材料(如土工網(wǎng)、土工格柵等)及空間三維加筋材料(如土工格室等)分別取不同的分析模型。b)通過數(shù)值分析，提出路堤施工中用觀測堤趾樁位移來控制填筑速率的常規(guī)做法可能已經(jīng)不適用于加筋路堤，這在路堤施工中是值得注意的。c)所發(fā)展的路堤穩(wěn)定分析方法，
5、可以用間一方法分析加筋堤與非加筋堤地基的穩(wěn)定性，能充分反映加筋的作用，克服了傳統(tǒng)方法(“瑞典法”及“荷蘭法”)計算結(jié)果加筋引起的安全系數(shù)增加微小的困惑。最后，作者用所開發(fā)的程序分析了杭甬高速公路路堤試驗段，并與現(xiàn)場觀測試驗資料進行了比較研究，比較的結(jié)果是令人滿意的。ABSTRACTGeosyntheticSisarisingmaterialofciVilengiIleering．Atpresent，ttletechnologyofgeosyntheticsreinforcementhasbeenexfensiVelyappliedtohydfaul
6、ic，railway，highway，harborandbuildingengineering．Tospreadmeapplicationofgeosynthetics，scholarsinmany∞un垃ieshayem8deawidefangeofresearchinto也etheoryof窟eosyntheticsreiIII'orcementandobtainedalar2en哪berofachievements．However，forthepanicularityofgeosyntlleticsandoomplexityoftheinte
7、ractionbetween2eosVntheticsandsoil，thestudVofmechanismofreiⅢIDrcementisstiurelativelvbackward．Thercaretechnolo疊icalfailuresinfieldworkattimes．TheexistingtheoryofgeosyntheticSreinforcementisnotmature，whiche1岫inatesthefurcherdevelopmentofreinJF0rcementtechnique。Atfirst，tlleautho
8、rpfesentedthecurrentresearchstateofreinforcementtechnique．Poi
