土工格室柔性挡墙变形规律及破坏机理数值分析
土工格室柔性挡墙在荷载作用下的变形性状较为复杂,本文采用岩土工程有限元分析软件Plaxis对柔性挡墙在不同工况下的变形规律进行了研究。计算分析了挡墙的高宽比、坡度以及填土表面荷载对于挡墙变形性状的影响。模拟结果表明,高宽比越大挡墙的水平位移量和自身的扰曲变形越大;挡墙顶部的水平位移随着坡度的减小而减小;填土表面荷载增大时,土工格室边坡,挡墙顶部的水平位移减小,但是总水平位移量和绕曲变形增大。模拟结果对土工格室柔性挡墙设计提供了可靠的依据。
近年来,随着我国改革开放政策的实施,科学技术与国民经济日益进步。如何坚持开展科技创新,推广应用新材料、新技术、新工艺,“又快又好”地建造安全、适用、经济、美观、生态、环保型的支挡、防护结构,一直是困扰我们科技人员的难题。土工格室柔性生态挡墙的应用为我们提供了解决这个问题的较好的途径。土工格室(Geocell)是80年代初在国际上出现的一种新型土工合成材料,一般由高分子聚合物条带经强力焊接而成,是一种三维网状结构。它伸缩自如,运输方便,使用时张开并充填土石或混凝土料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体,广泛应用于土木工程各个领域。不同工况下柔性挡墙的变形规律本文采用岩土工程有限元分析软件Plaxis对柔性挡墙在不同工况下的变形规律进行了研究。计算中柔性挡墙墙身、基础和路基填土均采用Mohr-Coulomb模型,在土工格室结构层之间、挡墙与填土以及基础与填土的交界面上设置了接触面单元用以模拟土工格室结构层之间的相互作用以及土与结构的相互作用。本文分别计算了不同高宽比、不同坡度和填土表面作用不同大小荷载时柔性挡墙的变性特征。











土工格室处理高速公路拓宽部有限元分析
为研究三维柔性结构——土工格室加固路基拓宽部的效果,运用ABAQUS有限元软件,采用基于Coulomb定律摩擦模型模拟土工格室复合板体及其填料的非线性接触,模拟分析铺于新老路基结合处底层不同宽度、伸入老路基不同深度的土工格室时的路基顶面的竖向位移、侧向位移和相对差异沉降等。结果表明:土工格室的铺设使路基内应力分布趋于均匀,土工格室铺设,有效地协调新老路基的不均匀沉降,但加固效果并不随铺设格室的宽度、伸入老地基的深度而成线性增加。
随着我国高速公路交通量逐渐增大,对原有高速公路进行拓宽改造势在必行。老路拓宽的关键技术之一就是限制新老路基结合部的不均匀沉降,从而减少由此在路面结构内引起的附加应力可能造成路面的早期破坏。近年来,土工格室护坡,由于土工格室其特有的三维结构、抗弯抗拉性能,现已被广泛应用于高速公路拓宽改建工程。土工格室柔性结构层能有效协调软弱地基的不均匀沉降,增强路基稳定性。目前对土工格室已有较多的研究和应用,Andrawes、K.Z.等(1982)对土单元采用Duncan-Chang的E-v双曲线非线性弹性模型,土与土工合成材料的接触面单元采用双曲线非线性弹性摩擦模型,模拟了土工合成材料与土体的相互作用;杨晓华(2004)将土工格室和其填料假定为复合板体,并研究了复合板体当量变形模量与其填料模量的关系;谢永利等(2004)应用MARC有限元软件对比分析了土工格室处理后的路基不均匀沉降。本文通过分析土工格室的加固机理,针对土工格室在高速公路拓宽结合部的不同铺设位置,运用Abaqus有限元软件对其分析比较,验证了土工格室协调新老路基变形的能力,进而确定土工格室的铺设位置及效益宽度。
