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《大连理工大学》 2006年
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土工格栅流变特性及格栅加筋挡土墙长期工作性能研究

肖成志  
【摘要】:作为天然的地质材料,土具有很低或者几乎没有抗拉强度。因此为了提高土体承受侧向荷载的能力,如同在混凝土中置入一定数量的钢筋形成钢筋混凝土、从而提高了这种复合材料的抗拉性能一样,在土体内适当地加入或铺设一定数量的具有较好抗拉性能的加筋材料,形成加筋土工结构(Reinforced Earth Structures),依靠筋材与土体之间的摩擦和嵌锁咬合作用,可以传递拉应力并分担土体的应力,增加土体的变形模量,在一定程度上改善土体的强度和变形特性,达到加固土工构筑物与地基的目的。这种加筋材料一般以高分子聚合物等人工合成材料或钢筋为主,在岩土工程中统称为土工合成材料,主要抵抗拉力及其变形。土工合成材料可以分别用于加强土坡、加固软土地基,在支挡结构施工中铺设一定数量的土工合成材料形成土工加筋挡土墙,然而随着大量和大规模的工程建设,所面临的土质条件与地质条件的复杂程度不断加大,对软基工程、滑坡工程和防护工程及其治理工程的实际需求越来越迫切,由于在施工效率、工程安全性和经济性等方面比其他技术措施往往表现出更好的特性及适用性,土工合成材料技术及土工加筋技术在软基加固工程、堤防工程、高速公路工程、铁道工程等大量的工程实践中得到日益广泛的应用,无论在数量上还是规模上都是史无前例的。尽管如此,目前关于土工加筋结构的工作机理尚未得到清楚的认识,设计理论与方法还远远落后于工程实践,缺乏严密的分析理论与计算方法。另外,作为高分子聚合物的合成材料,各种土工合成材料在一定的环境温度条件下和在拉力的长期作用下往往表现出比较明显的蠕变特性粘性效应。然而考虑加筋材料的蠕变特性,土工加筋结构的长期变形特性及其工作机理更缺乏系统而深入的探讨。为此,本文分别以土工格栅这种土工合成材料和格栅加筋挡土墙这种土工加筋结构作为研究对象,通过实验室内的蠕变试验探讨了土工格栅的蠕变特性及其非线性粘弹性本构模型,同时考虑格栅的蠕变特性和填土的流变特性及土与格栅之间的相互作用效应,通过有限元数值分析与计算探讨了土工格栅加筋挡土墙的长期工作性能及其各种影响因素,为加筋挡土墙长期工作性能评价与工程设计提供了重要参考依据。具体地,论文的主要研究内容及所取得的研究成果包括下列方面: 1.土工格栅均布加筋边坡稳定性的上限极限分析。运用塑性极限平衡原理,基于极限分析上限定理,针对土工格栅均布加筋边坡建立了稳定性分析的上限解法,由此确定了格栅加筋边坡临界高度及稳定数的上限,并与无加筋条件下边坡的计算结果进行了对比分析,进而基于变动参数对比计算探讨了格栅加筋边坡坡角、顶面倾角、土的内摩擦角及格栅抗拉强度对加筋土坡稳定性的影响。在此基础上,进一步地采用等效粘结力考虑由于筋材加筋而引起的土体局部强度的增强
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU476.4

【引证文献】
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【同被引文献】
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