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土工格室加固浅层饱和黄土地基的有限元分析
基于MARC有限元软件,土工格室负担支撑,采用研编的单元用户子程序,对用土工格室处理浅层饱和黄土地基的效果进行了有限元分析(FEA),结果表明:土工格室的有效影响深度为饱和黄土层厚度的50%左右,处理后的饱和黄土地基,水平位移在影响深度范围内可减小约17%左右;竖向位移也得到了一定的减小,可减小5%左右;竖向应力值减小35%左右;土工格室的加固厚度对路堤总沉降变形影响不大,但对水平位移影响较明显;相同工况下土工格室的布置位置对处理效果影响不大。结合工程实践,对有限元分析结果和现场实测数据进行对比分析,土工格室,结果表明:土工格室加固方法能有效地处理浅层饱和黄土地基。
采用土工格室对饱和黄土地基进行局部换填加固,形成水平向加筋复合结构体,以提高其地基承载力,在近几年的黄土地区高等级公路建设中已逐渐开始应用。笔者基于有限元软件 MARC,土工格室透水保湿,采用Visual Fortran 6. 5 对其进行了二次开发,编制了单元用户子程序,对浅层饱和黄土地基条件下,采用土工格室处理前后的位移特征和力学性状进行了分析,探讨了该种加固方法的适应性,同时结合甘肃省尹家庄—中川机场高速公路的工程实践,进行了现场测试,并对两者结果进行了对比,以便为饱和黄土地基处理的设计提供依据。











土工格室加筋粗粒土加筋效果分析
为了深入了解土工格室加筋粗粒土的加筋效果,采用大型三轴试验方法分析了土工格室对粗粒土力学特性的影响,引入加筋效果系数对粗粒土加筋效果进行了评价,探讨了加筋机理。结果表明:轴向应变较小时,土工格室加筋效果不明显,随着轴向应变的增加土工格室的加筋效果才比较明显。土工格室的各项加筋效果系数在不同围压下均大于1。土工格室不仅直接对格室单元内的土体进行加固,还间接地加固约束土工格室复合结构体附近的土体。
近年来,加筋土技术日趋成熟并广泛应用于土木工程领域。随着科技的进步与发展,新型土工合成材料不断问世,美国于20世纪80年代研发了一种新型三维土工合成材料———土工格室。通过许多工程领域的应用实践与科学研究,人们发现以其独特的立体结构,在特定的地质情况下有着突出的工程效能,而这些效能是用其它二维土工合成材料所达不到的。土工格室凭着独特而突出的工程效能在岩土工程领域得到了推广。土工格室在国内外已经应用于许多工程实践中,但是对于其加筋工作机理的研究认识仍不完善。国内外许多学者对土工格室加筋土进行了试验研究,得出了一些有参考价值的土工格室加固结论。目前关于土工格室加筋粗粒土的受力变形和作用机理的研究仍然相对较少,理论研究落后于工程实践,一定程度上限制了土工格室在岩土工程领域的进一步推广。本文通过大型三轴试验方法对土工格室加筋粗粒土的受力特性进行了分析,探讨了土工格室加筋效果及作用机理,为土工格室加筋技术在岩土工程的应用和理论研究提供实验基础
近几年,应用土工合成材料加强基床有一些新的进展。日本应用土工格室设置在基床表层或道床的底部。针对土工格室试样(不是基床复合层)所作的室内试验显示,经列车荷重作用200万次后的累积下沉量只有1mm,试样的变形模量达120MPa。德国采用土工格栅铺设在砂砾垫层底面,亦即路基表面,称之为强化路基保护层或垫层。试验室模型试验结果表明,经500万次重复荷载后,格栅垫层的Ev2(德国铁路用于表征基床变形模量的参数)可达33.1MPa,比无格栅情况提高70%。我国上海铁路局在整治淮南膨胀土基床病害时,采用土工格室作过一处现场试验。文献介绍了使用土工格室垫层和土工格栅垫层减少软弱地基变形的试验成果,对土工合成材料加固软弱基床的研究具有较大的参考价值。但是,土工格室便于施工,对于各种土工合成材料应用于基床时所构成的复合结构的强度、变形特性、耐久性以及使用效果缺乏细致的研究。为此选择了两种具代表性的土工合成材料:土工网和土工格室,采取不同的布置方式或不同的高度,通过室内大比例静态模型试验,对加固基床的效果进行了比较分析。
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