收藏本站
《太原理工大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

土工格栅加筋砂土的特性研究及加筋垫层的承载力计算

董彦莉  
【摘要】:作为一种刚刚引进市场不久的新型土工格栅,三角形土工格栅有着更稳定的网格结构,可以在各个方向提供更均匀的约束。目前世界上各国对于该土工格栅的基础理论研究和应用技术刚刚起步,研究数据还非常有限。因此很有必要开展三角形土工格栅加筋地基的试验、理论及应用的研究,加快我国对新产品研究应用的步伐,缩短与国际间的差距,更好地为工程实践服务。利用美国堪萨斯大学、建筑与环境学院设计制造的直剪仪进行了三角形土工格栅加筋砂土的室内直剪试验,研究了三角形土工格栅与砂土的界面特性;通过室内载荷试验,研究了三角形土工格栅加筋砂土的承载力性状;采用FLAC数值模拟,分析了三角形土工格栅在不同方向拉力作用下的张拉性能,同时对施工损伤下的强度损失也作了一些探讨,为三角形土工格栅进一步在工程中推广应用提供了试验和理论研究基础。结合现场原位载荷试验结果,讨论了加筋地基承载力计算方法。本文获得主要结论如下: (1)采用室内直剪试验,首次对新型三角形士工格栅与砂土的界面特性进行了研究,探讨了影响土工格栅筋土界面特性的因素,引入摩擦系数比,对三角形土工格栅筋土界面特性进行评价。试验表明,三角形土工格栅和双向土工格栅加筋砂土的剪切应力与剪切位移的关系曲线变化规律基本相同,剪应力与垂直荷载间存在线性关系,可用莫尔库伦抗剪强度公式表示。峰值强度条件下,双向土工格栅和砂土界面摩擦角与砂土的内摩擦角基本相等,筋土界面抗剪强度较砂土抗剪强度的提高主要决定于格栅肋条上下表面与砂土颗粒的摩擦作用和格栅肋条对砂土颗粒的“嵌固”作用使颗粒间的“咬合力”提高引起的似粘聚力增加;三角形土工格栅和砂土的摩擦角大于砂土的内摩擦角,筋土界面抗剪强度的提高除考虑似粘聚力提高外,需适当考虑摩擦角增量的贡献。这是由于三角形格栅的形状优势,对砂土颗粒提供了更大的侧向约束和“嵌固”作用,不仅使筋土界面的似粘聚力提高,同时也引起摩擦角的明显增大。引入栅孔形状参数,分析了栅孔形状对筋土界面相互作用的影响,验证了三角形土工格栅三角形栅孔的优越性,同时从四个阶段简要分析了土工格栅与砂土界面破坏的机理。 (2)首次采用模拟的方法,提出简化分析模型,分析了三角形土工格栅和双向土工格栅在不同方向拉力作用下的张拉性能,研究了抗拉强度和抗拉刚度的分布受栅格形状,肋条截面积,肋条弹性模量变化的影响规律。通过模拟分析发现,双向土工格栅的抗拉强度和抗拉刚度极大程度上与单向拉力的方向有关,而三角形土工格栅抗拉强度和抗拉刚度受拉力方向影响较小。肋条弹性模量和截面积的增加均会引起三角形土工格栅抗拉强度和抗拉刚度的增加。 (3)将施工损伤的概念引入数值模拟模型中,模拟分析了土工格栅不同损伤程度下的抗拉强度变化。结果发现,随着损伤程度的增加,两种格栅的强度近似呈线性递减,30。方向抗拉强度变化较其它方向变化大。双向土工格栅极限抗拉强度受施工损伤的影响较三角形土工格栅敏感。建议三角形七工格栅的施工损伤折减系数以30。方向下25%-75%损伤范围内取值。 (4)利用室内模型试验方法,首次对三角形土工格栅加筋砂土开展载荷试验研究。试验表明,三角形土工格栅或双向土工格栅加筋,均可提高砂土地基的极限承载力和刚度,同时可提高加筋地基的模量。三角形土工格栅首层加筋间距为1/3倍的基础宽度时,加筋效果最好。单层加筋时,在地基允许变形范围内,筋材抗拉强度接近的条件下,三角形土工格栅较双向土工格栅更能有效地发挥作用。引入承重比的概念,从经济方面研究了三角形土工格栅的优越性。选用土工格栅进行地基加筋时,需结合工程实际,选择合适的格栅类型、格栅型号和加筋参数。 (5)比较和分析了改进的Terzaghi公式和Binquet公式这两种方法的不足之处,结合现场原位载荷试验结果,在筋材拉力计算中引入了筋材抗拉强度发挥系数,提出修正的加筋地基的实用计算方法,与工程实测数据吻合良好,为《建筑地基处理技术规范》的修订提供参考。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU441

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 张俊峰;王协群;邹维列;温家华;;土-格栅界面强度参数和剪切刚度试验研究[J];长江科学院院报;2014年03期
2 陈伟东;鲍树峰;;新近吹填超软土地基浅层加固技术卸载标准探讨[J];水运工程;2014年08期
3 王东会;马孝春;付宇;;地基处理优化技术的发展与应用[J];探矿工程(岩土钻掘工程);2014年06期
4 苗晨曦;郑俊杰;崔明娟;谢明星;赵建斌;;三向土工格栅筋土界面及摩擦特性的离散元模拟[J];岩土力学;2014年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张军;桩承式加筋路堤挂网技术开发与研究[D];华中科技大学;2013年
2 张军;桩承式加筋路堤挂网技术开发与研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 孙龙;废旧轮胎加筋边坡力学特性试验研究[D];湖北工业大学;2013年
2 冯宏伟;土工格栅加筋高填方路堤施工期变形规律研究[D];河北工业大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨广庆,杨春玲;土工格栅拉拔试验影响因素分析[J];地下空间;2004年01期
2 石名磊,姚代禄;加筋土支挡结构数值分析研究[J];重庆交通学院学报;1994年04期
3 周志刚,张起森,郑健龙;土工加筋材料性能研究综述[J];长沙交通学院学报;2001年02期
4 杨和平;万亮;谭波;;土工格栅拉拔试验研究的现状与发展[J];长沙交通学院学报;2006年01期
5 魏丽敏,华祖,王永和;加筋土地基试验研究[J];长沙铁道学院学报;1999年03期
6 李希宁;土工织物加筋土用于砌石坝岸的观测研究[J];大坝观测与土工测试;1996年02期
7 潘大文;“加筋土”技术在变电站边坡防护中的应用[J];电力建设;2001年03期
8 介玉新,李广信,郑继勤;纤维加筋土计算的新方法[J];工程力学;1999年03期
9 熊正洪;也谈加筋土强度模型与应力─应变特性[J];工程力学;1994年01期
10 吴梦军,赵明阶;CAT筋带加筋土工程特性试验研究[J];公路;2002年11期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡发亭,信春玲,郭奕崇;塑料土工格栅的特性及其在土木工程中的应用[J];工程塑料应用;2002年01期
2 郭奕崇,闫宝瑞,信春玲,李庆春;塑料土工格栅拉伸过程的试验研究[J];工程塑料应用;2004年08期
3 姜学红,陈家琪;塑料土工格栅的性能及应用[J];工程塑料应用;2005年03期
4 景健;加筋土挡土墙结构及设计中应注意的问题[J];四川建筑科学研究;2001年04期
5 何廷全,何昌荣,余建华;单级超高复合加筋土挡墙的原型观测[J];四川建筑科学研究;2003年02期
6 付志前;单向土工格栅加筋土的流变模型[J];四川建筑科学研究;2004年02期
7 刘之葵;梁金城;;深层搅拌桩设计中几个问题的探讨[J];四川建筑科学研究;2007年01期
8 周勇;朱彦鹏;;深基坑土钉支护结构稳定性研究[J];四川建筑科学研究;2009年01期
9 赵振华;薛晓辉;周亦涛;郭亚宇;;土工格栅加筋土挡墙现场试验分析[J];四川建筑科学研究;2011年06期
10 苏建康;翁兴中;颜祥程;贾建强;李清浩;;机场水泥混凝土双层道面夹层材料试验方法研究[J];四川建筑科学研究;2012年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何友芳;谭钦文;;土工格栅与细粒尾矿界面特性的数值模拟[A];第四届全国尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集[C];2011年
2 程火焰;周亦唐;;软土地基土工织物加筋层数与加筋效果的关系分析研究[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
3 介玉新;王乃东;李广信;;加筋土计算中等效附加应力法的改进[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
4 程栋栋;闫澍旺;侯晋芳;杨昌民;;桩与土工格栅联合作用对高速公路路堤地基承载力影响的有限元分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
5 徐超;石志龙;;循环荷载作用下筋土界面的力学特性[A];2010’力学与工程应用学术研讨会论文集[C];2010年
6 汪承志;刘春华;栾茂田;何光春;;土工格栅箱体加筋挡墙的力学特性数值分析[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
7 介玉新;;加筋高边坡及计算方法[A];2010年全国工程地质学术年会暨“工程地质与海西建设”学术大会论文集[C];2010年
8 周亦唐;马存明;白良;;塑料土工格栅加筋土在工程中的应用[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年
9 杜建成;杜瑞成;;加筋土路堤优化设计的离心模型试验[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年
10 何兆益;周虎鑫;;高路堤填筑体变形粘弹性三维有限元分析[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 强小俊;桩承地基路堤荷载传递机理的研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
2 宋兵;桩侧摩阻力特性的研究[D];华南理工大学;2010年
3 孙谋;盾构隧道进出洞土体颗粒渐进破坏模式分析及加固精细化设计研究[D];北京交通大学;2011年
4 陈榕;土工格栅加筋特性及其加筋结构计算方法研究[D];大连理工大学;2011年
5 严耿升;干旱区土质文物劣化机理及材料耐久性研究[D];兰州大学;2011年
6 石茜;稻草加筋滨海盐渍土的强度与变形特性[D];兰州大学;2011年
7 贾亮;加筋挡土墙的地震作用及动力稳定性分析[D];兰州理工大学;2011年
8 赵岗飞;网格状带齿加筋体强度、筋—土界面特性及其应用研究[D];上海大学;2011年
9 周淮;静载下H-V加筋土挡墙的作用机理及稳定性研究[D];上海大学;2011年
10 徐望国;加筋强风化软岩粗粒土路堤填料工程性质及应用研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 解立波;浅埋暗挖隧道桩基托换技术可靠性分析[D];山东科技大学;2010年
2 袁英保;基于分层沉降试验的复合地基变形问题研究[D];郑州大学;2010年
3 秦道天;耐特龙柔性生态围堤变形与稳定性能研究[D];郑州大学;2010年
4 杨慧;基于渐近均匀化理论的土工格室工程性状研究[D];湘潭大学;2010年
5 杜西岗;具有减压平台的土钉支护结构的工作机理与稳定性分析[D];河北工程大学;2010年
6 贾聿卿;阿拉尔~和田沙漠公路路面使用性能研究[D];新疆农业大学;2010年
7 王垠翔;夯实水泥土楔形桩及圆柱形桩复合地基工作性状对比研究[D];湖南工业大学;2010年
8 伍卫良;沥青路面大中修工程关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
9 孙凤玲;柔性荷载下刚柔长短组合桩网复合地基性状研究[D];浙江大学;2011年
10 唐文成;柔性荷载下桩承加筋土复合地基稳定试验研究及数值分析[D];浙江大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯晓静;杨庆;栾茂田;肖成志;上官云龙;;土工格栅加筋路堤现场试验研究[J];大连理工大学学报;2009年04期
2 羊晔;刘松玉;邓永锋;经绯;;软土地基过渡段差异沉降控制标准[J];东南大学学报(自然科学版);2008年05期
3 吴国信;;某高层建筑考虑砂石垫层处理地基与筏板基础共同作用的工程实践[J];福建建筑;2010年05期
4 张照华;;真空联合堆载预压排水固结法在沿海吹填造地中的应用[J];水利与建筑工程学报;2009年03期
5 张建伟;刘汉龙;丁选明;;粘性土中PCC桩水平极限承载力的简化计算方法[J];水利与建筑工程学报;2010年04期
6 李朝晖;张虎元;赵彦旭;;轮胎条加筋土工程特性[J];工程勘察;2009年06期
7 刘志伟;张希宏;;砂砾石垫层的施工工艺试验研究[J];工程勘察;2011年06期
8 赵明华;刘敦平;张玲;;双向增强体复合地基桩土应力比计算[J];工程力学;2009年02期
9 易耀林;刘松玉;;路堤荷载下复合地基沉降计算方法探讨[J];工程力学;2009年10期
10 汪明元;龚晓南;包承纲;施戈亮;;土工格栅与压实膨胀土界面的拉拔性状[J];工程力学;2009年11期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 雷晓雨;CFG桩复合地基非等承载力设计[D];天津大学;2012年
2 马强;高填方涵洞受力特性及新型格栅减载方法研究[D];华中科技大学;2011年
3 汪明元;土工格栅与膨胀土的界面特性及加筋机理研究[D];浙江大学;2009年
4 张石磊;H-V加筋路堤稳定性分析及机理研究[D];上海大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 柳东委;土工格栅在六潜高速公路中处理桥头跳车应用研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张伟杰;隧道工程富水断层破碎带注浆加固机理及应用研究[D];山东大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑鸿,刘伟,裴建军;塑料土工格栅的现场破坏实验[J];工程塑料应用;2005年06期
2 杨广庆,杨春玲;土工格栅拉拔试验影响因素分析[J];地下空间;2004年01期
3 周志刚,郑健龙,张起森,高燕希;Netlon土工格栅与土界面性能的研究[J];长沙交通学院学报;1998年03期
4 陈永福,张起森,高燕希;Netlon土工网对土体抗压中的加固作用[J];长沙交通学院学报;1995年04期
5 周志刚,李文胜,宋勤德;大型直剪仪试验的尺寸效应[J];长沙交通学院学报;1999年01期
6 徐少曼,康进王;堤坝下软基预应变土工织物加筋效果分析[J];福建建筑;1996年S1期
7 徐少曼;堤坝下软基土工织物加筋机理分析[J];福州大学学报(自然科学版);1996年05期
8 介玉新,李广信,郑继勤;纤维加筋土计算的新方法[J];工程力学;1999年03期
9 高翔,石名磊,刘松玉;加筋粘性土筋土界面剪切特性的试验研究[J];公路交通科技;2002年05期
10 徐纪林,吴永礼;计算应力强度因子的奇异等参单元[J];固体力学学报;1983年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 徐超;叶观宝;董天林;;土与土工合成材料界面试验研究新进展[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(上册)[C];2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 苗英豪;土工格栅加筋路堤机理研究[D];长安大学;2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙庆平;;振动沉管灌注桩在砂土地基中的应用[J];水利建设与管理;2011年01期
2 侯伟生;近河砂土地基深基坑支护及地下水控制[J];地质与勘探;1999年01期
3 杨松伟,王继忠,戈立君;用砂子的密实度确定砂土地基承载力的检验与应用[J];建筑技术开发;2000年02期
4 刘沧海;;振冲法加固饱和砂土地基的效果[J];陕西水利;1991年04期
5 陈坚荣;振冲碎石桩挤密砂土地基的设计与应用[J];岩土工程界;2003年03期
6 可洪有;;振冲技术在飞来峡水利枢纽工程中的应用[J];水利水电;2000年02期
7 吕海江;振冲碎石桩法加固砂土地基效果显著[J];北京水利;1999年02期
8 欧阳振华,刘德安,欧阳志文,樊少武;冻结加固法在砂土地基基坑中的应用[J];施工技术;2003年08期
9 方磊;许明军;;碎石桩处理液化地基效果评价[J];地震工程与工程振动;2006年01期
10 王进;;钻孔灌注桩护壁技术浅析[J];中国矿业;2006年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 方永凯;;振冲法加固砂土地基的若干问题[A];中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会第三届地基处理学术讨论会论文集[C];1992年
2 董忠级;张兴广;;陕北榆林砂土地基处理与加固技术[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(下册)[C];2006年
3 钟小春;韩月旺;加瑞;;砂土地基盾构隧道作用松驰土压力数值分析[A];第15届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2006年
4 松本树典;橋爪芳德;福村和之;黄麒境;堀越研一;;振动台试验对砂土地基中桩基础模型的动力反应研究(英文)[A];2002年中国西北部重大工程地质问题论坛论文集[C];2002年
5 刘文白;;砂土地基扩展基础在上拔荷载作用下的荷载~位移性能[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1998年
6 刘文白;王梦瑜;;桩-桶基础抗拔承载力模型试验研究[A];第十四届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集(上册)[C];2009年
7 彭芳乐;李福林;白晓宇;谭轲;龙冈文夫;;基于修正塑性功砂土的能量型弹粘塑性本构模型研究[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
8 楼晓明;周建武;杨敏;;砂土中侧向受力预制桩的两种p-y曲线法比较[A];第十一届全国土力学及岩土工程学术会议论文集[C];2011年
9 刘晶波;刘祥庆;王宗纲;赵冬冬;;砂土地基-地下结构系统离心机振动台模型试验[A];第十届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2008年
10 陆培炎;徐振华;;地基强度与变形的计算[A];陆培炎科技著作及论文选集[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 上海浦高工程(集团)有限公司 蹇国强;浅论大面积吹填软土地基处理方案比选[N];建筑时报;2010年
2 阳泉市建筑设计院 郭锐;软弱土地基的处理[N];山西科技报;2003年
3 上海核工程研究设计院 杜圣华;秦山核电:自主设计成功的标志[N];科技日报;2001年
4 黄伟民 严爱平 封春芳(浙江绍兴);地下结构施工对环境的影响[N];建筑时报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩超;强震作用下圆形隧道响应及设计方法研究[D];浙江大学;2011年
2 陈向红;大型水下隧道与附属竖井的地震响应研究[D];北京交通大学;2013年
3 徐鹏举;可液化场地桥梁桩基地震反应分析与简化分析方法研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 何剑平;液化场地下结构抗震分析研究[D];山东大学;2012年
5 高博;碎石桩复合地基震后沉降规律试验研究[D];北京交通大学;2010年
6 王富强;自然排水条件下砂土液化变形规律与本构模型研究[D];清华大学;2010年
7 徐令宇;桩基础水平响应计算方法及其抗液化性能研究[D];大连理工大学;2013年
8 周海林;振动注浆中的砂土液化研究[D];中南大学;2002年
9 马立秋;爆炸荷载下城市浅埋隧道动力离心模型试验和数值研究[D];清华大学;2010年
10 赵冬冬;城市地铁地下结构地震反应的试验研究与数值模拟[D];清华大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁甜;含粘粒砂土抗液化性能的剪切波速表征研究[D];浙江大学;2013年
2 张聪;地下水位变化对砂土地基承载特性影响试验研究[D];沈阳建筑大学;2011年
3 石亮;冲击作用下砂土地基地面变形规律的模型试验研究[D];江西理工大学;2011年
4 吴力平;砂土在循环荷载作用下离散元数值模拟参数分析及影响因素研究[D];浙江工业大学;2011年
5 刘永刚;砂土中提高筒型基础承载力的应用研究[D];天津大学;2010年
6 曾虹静;砂土地基中浅基础承载力研究[D];大连理工大学;2012年
7 胡宏;砂土地基中条形锚板承载力及破坏机理研究[D];大连理工大学;2013年
8 周慧;上砂下黏双层地基纺锤形桩靴基础的穿透破坏机理研究[D];大连理工大学;2011年
9 韩效民;哈达山水坝地震液化变形分析及加固措施研究[D];吉林大学;2012年
10 韩洪兴;超细矿渣微粉浆材在砂土中的可注性试验研究[D];安徽理工大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026