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《土工加筋擋墻結(jié)構(gòu)受力機(jī)理研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、土工加筋擋墻結(jié)構(gòu)受力機(jī)理研究 摘要：本文介紹了加筋土工作原理及利用有限元對土工加筋擋墻結(jié)構(gòu)受力機(jī)理進(jìn)行分析研究，得出土工加筋擋墻結(jié)構(gòu)受力機(jī)理的一般規(guī)律性，對以后土工加筋擋墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工有一定的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：土工加筋；加筋機(jī)理；結(jié)構(gòu)受力GeogridretainingforcestructureanalysisofthemechanismHuangHai-long（GuangxiHydrogeologyandEngineeringGeologyExplorationInstitute，GuangxiLiuzhou545006）Abstract：Thi
2、spaperintroducestheworkingprincipleandtheuseofreinforcedsoilfiniteelementGeogridretainingforcestructureanalysisofthemechanism，drawnGeogridretainingforcestructuremechanismofgeneralregularitiesoftheblockafterGeogridwallstructuraldesign，constructionhaveaguidingrole.Keywords：Geogrid；r
3、einforcementmechanism；forcestructure1.前言6土工加筋技術(shù)（EarthReinforcement）是一種在土工構(gòu)筑物中或原位土體中埋設(shè)抗拉性能較好的材料而使整個(gè)土工系統(tǒng)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性等力學(xué)性能得到明顯改善的土體加固方法?，F(xiàn)代用于支擋結(jié)構(gòu)的加筋土方法是1971由法國建筑師Vidai首創(chuàng)。從1980年以來，開始使用土工格柵用作加筋。在過去的30多年里，37個(gè)國家已修建了2萬余座加筋土結(jié)構(gòu)，其面積超過7百萬平方米。加筋土技術(shù)在七十年代引入中國，自1979年第一座8m高加筋土擋墻在云南建成以來，土工加筋技術(shù)應(yīng)用和研究在我國得到了
4、極大重視。并大量推廣應(yīng)用到公路路堤工程、港口護(hù)岸工程、柔性橋臺(tái)工程等特殊工作環(huán)境下的工程結(jié)構(gòu)中。2.土工加筋工作原理1.1加筋土邊坡系統(tǒng)組成加筋土邊坡支擋結(jié)構(gòu)主要由加筋材料、面層系統(tǒng)和回填材料三大部分組成（見圖2-1）。圖2-1土工格柵加筋支擋結(jié)構(gòu)1.2摩擦加筋原理6在加筋土結(jié)構(gòu)中，由填土自重和外力產(chǎn)生的土壓力作用于墻面板，通過面板上的拉筋連接件將此壓力傳遞給拉筋，企圖將拉筋從土中拉出。而拉筋材料又被土壓住，于是填土與拉筋之間的摩阻力阻止拉筋被拔出。因此，只要拉筋材料具有足夠的強(qiáng)度，并與土產(chǎn)生足夠的摩阻力，則加筋土體就可以保持穩(wěn)定。在條帶式加筋土擋墻中，墻
5、體由于受土體的推力產(chǎn)生破壞時(shí)（暫將加筋土體看成無加筋土體），依據(jù)朗金理論，沿主動(dòng)破裂面將墻體分為主動(dòng)區(qū)和穩(wěn)定區(qū)。下滑土楔體自重產(chǎn)生的水平推力對每一層拉筋形成拉力，欲將拉筋從土中拔出，而穩(wěn)定區(qū)土體與筋帶的摩擦阻力阻止拉筋被拔出。如果每一層拉筋與土體的摩擦阻力均能抵抗相應(yīng)的土推力，則整個(gè)墻體就不會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)面，加筋土體的內(nèi)部穩(wěn)定就有保證。設(shè)每層筋帶所受的土體水平推力為T，則：式中：σ為法向應(yīng)力；l為筋帶長度；f為拉筋與土粒間的摩擦系數(shù)；b為拉筋筋帶寬度；L2為拉筋在穩(wěn)定區(qū)的長度。1.3準(zhǔn)粘聚力原理加筋土結(jié)構(gòu)可以看作是各向異性的復(fù)合材料，通常采用的拉筋，其彈模遠(yuǎn)大
6、于填土。在這種情況下，拉筋與填土的共同作用，包括填土的抗剪力、填土與拉筋的摩擦阻力及拉筋的抗拉力，使得加筋土的強(qiáng)度明顯提高。圖2-2所示，加筋后筋土界面上的土工格柵與土之間的表面摩擦力、土工格柵孔內(nèi)的土與孔外土顆粒與土工格柵的橫向筋肋之間的作用力土之間的表面摩擦力三種摩擦力變化。圖2-2土工格柵與土之間的相互作用3.土工加筋擋墻受力機(jī)理分析63.1計(jì)算模型及參數(shù)采用有限元軟件ANSYS[2]來模擬土工加筋擋墻結(jié)構(gòu)受力機(jī)理，試驗(yàn)工程的結(jié)構(gòu)模型如圖3-1所示。圖3-1土工加筋擋墻斷面圖依據(jù)試驗(yàn)工程的實(shí)際結(jié)構(gòu)建立有限元模型，周圍土體的計(jì)算范圍定義為：沿水平方向和
7、豎直方向延伸3倍坡高，即15m。分析的本構(gòu)模型選用巖土工程中常用的Drucker-Prager彈塑性模型，在ANSYS中通過DP材料來實(shí)現(xiàn)，單元類型選用Plane42單元，Plane42單元是一種4節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)實(shí)體平面單元，模型網(wǎng)格劃分選用自由網(wǎng)格劃分。根據(jù)試驗(yàn)工程實(shí)際的工程地質(zhì)條件確定有限元模型的材料參數(shù)，列于表3-1。表3-1有限元模型的材料參數(shù)單元彈性模量泊松比飽和天然粘聚力內(nèi)摩擦角加筋區(qū)土體9.70.320.818.7833素填土9.70.319.617.9231強(qiáng)風(fēng)化巖層400.2523.222.02035中等風(fēng)化巖層9800.2226.626.2
8、400413.2加筋擋墻的有限元分析及結(jié)果3.2.1側(cè)向位移分析結(jié)
