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《中南大学》 2001年
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筋土界面相互作用参数和加筋垫层处理软基的性状研究

徐林荣  
【摘要】: 高等级铁路和公路的建设需要解决①特种土作为路基填料、②工后沉降控制两大技术难题。其中,用土工格栅处理的膨胀土作为路基填料被认为缓解路基填料紧张的可行方法之一,而加筋垫层技术与其它的软基处理方法的合理搭配,并考虑填筑速率对沉降影响的施工工艺,则有望在一定程度上对软基路堤的沉降甚至工后沉降有控制作用。本文以国内外大量研究成果为基础,集中力量开展控制变形的特种土作填料的物理改良技术和加筋垫层在控制沉降软基处理的作用研究,其核心是筋土界面相互作用关系。为此,进行了为确定土工格栅工程特性和寻找质量控制指标的拉伸试验、筋土界面设计参数合理获取的拉拔试验及其配套土工试验、软基上路堤填筑过程中坡脚的侧向位移及其速率的影响因素的室内模拟试验。获取了下列主要成果: 1.提出了将抗拉强度、延伸率和延伸速率作为土工格栅的质量控制指标,并将士工格栅延伸速率纳入某些工程设计参数;建议土工格栅的延伸率测试试样宽度至少3根,长度至少3节;并发现土工格栅抗拉强度随宽度增加而递增,土工格栅延伸率随拉伸速率、试样长度增加而减小,当拉伸速率较大时,延伸速率与试样长度、宽度均有关;反之则基本无关。 2.用弹簧模拟土体的侧向刚度,用可滑动的特殊抽屉模拟软基填筑路堤坡脚的边桩,并基于对边桩侧向位移速率影响程度室内模型试验测试数据,利用信息矩阵构造原理,构造了总揽全局的、可用于过程分析的三种(因素、层位和荷载)状态矩阵。通过影响因素对侧向位移速率的影响程度与层位位置关系的加载过程分析、与荷载关系的因素矩阵分析和层位矩阵分析得知:影响因素对各层位的侧向位移速率影响程度总规律、各层位处影响因素对侧向位移速率影响程度及其规律;加载过程中影响因素对侧向位移速率影响规律。同时,解释了砂垫层和加筋垫层(作为具体层位)的侧限作用随外载增加的变化规律及其差异原因;并由此分析了影响因素对加筋垫层、砂垫层影响程度的差异及其变化规律,将剪切变形引起的“附加沉降”计算方法的建立推进了一步。 3.基于正交设计表L9(3~4)分别安排了影响因素与土工格栅/膨胀土或砂土界面相互作用参数的拉拔试验数据,获悉: 1) 拉拔试验位移特性主要取决于影响因素中拉拔速率;通过分析并获取影响因素对筋土界面相互作用参数的影响程度及其在拉拔试验过程中的变化规律,提出了当量拉拔位移(x)的概念,并据此将拉拔试验全过程划分成“主过程(x≤1.0)”和“残余过程(x≥1.0)”;且将影响因素对拉拔力或摩擦阻力系数的影响程度分成三阶段(静摩擦阻力阶段、滑动摩擦阻力阶段,残余摩擦阻力阶段); 2) 不同(规范)定义的筋土界面摩擦阻力系数数值相差较大,但影响因素对摩擦阻力系数影响程度及其变化规律不会因不同(规范)定义而受到影响。 4.将模糊控制理论引入了岩土工程过程分析,考虑影响因素影响程度的变化及其规律,提出了一套可供岩土工程过程分析中参数选择的分析方法,并在筋土界面相互作用参数选取的拉拔试验过程控制中获得实施,为应用有限元法对加筋土结构进行过程 中南大学博士论文摘要 分析提供了参数(及其变化规律)选择的新方法;将模糊聚类分析方法应用于加筋 土陡边坡状态评定,并提出侧向位移可作为加筋土边坡状态评定的量化指标,而不 同类型边坡的侧向位移允许控制值可仿效此法结合工程经验确定。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TU472

【引证文献】
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【同被引文献】
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4 王铁儒;陈文华;杨华民;;土工织物加筋垫层处理油罐软基[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
5 邹新军;杨眉;;双向增强体复合地基土拱效应分析[A];第二届全国环境岩土与土工合成材料技术研讨会论文集(一)[C];2008年
6 刘润有;蒋宏伟;;海滨大道工程中的软土地基处理设计[A];天津市土木工程学会第七届年会优秀论文集[C];2005年
7 王铁儒;陈文华;杨华民;;土工职物加筋垫层处理油罐软基变形观测的分析[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
8 林秀桂;杨林德;曹正康;;金陵路外滩道路路面结构与施工监测成果的反演分析[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1995年
9 闫澍旺;王翠;于志强;;加筋垫层土工织物中应力现场测试分析[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
10 赵维炳;陈云敏;施建勇;;地基处理技术发展简述[A];中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 实习记者 张艳燕;50项涉化行业标准报批公示[N];中国化工报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖宏;高速铁路无碴轨道桩网结构路基研究[D];西南交通大学;2007年
2 连峰;桩网复合地基承载机理及设计方法[D];浙江大学;2009年
3 牛建东;高速铁路桩—网复合地基性状及设计方法研究[D];中南大学;2006年
4 徐林荣;筋土界面相互作用参数和加筋垫层处理软基的性状研究[D];中南大学;2001年
5 徐立新;桩承式加筋路堤的设计计算方法研究[D];浙江大学;2007年
6 于志强;土工织物耐久性及堤坝加筋机理的研究[D];天津大学;2005年
7 刘敦平;双向增强体复合地基承载特性及其数值分析[D];湖南大学;2008年
8 杨宇;双向增强体复合地基承载性能研究[D];湖南大学;2006年
9 付海峰;模袋固化土海上围埝建造方法及理论研究[D];天津大学;2006年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 施有志;土工格栅的工程特性与加筋垫层应用研究[D];华侨大学;2003年
2 李晓俊;土工带加筋碎石垫层的三轴实验与有限元分析[D];太原理工大学;2005年
3 左广洲;加筋垫层承载机理与工程应用研究[D];福州大学;2006年
4 晏莉;桩承土工合成材料加筋垫层复合地基作用机理数值分析[D];长沙理工大学;2004年
5 王熹;双向增强体复合地基的桩土应力比研究[D];华中科技大学;2007年
6 刘俊彦;加筋垫层减小软基沉降的现场试验及分析[D];西南交通大学;2002年
7 张苇;土工带加筋碎石垫层的试验研究与有限元分析[D];太原理工大学;2003年
8 孙新彪;高速铁路CFG桩复合地基承载特性研究[D];西南交通大学;2009年
9 赵宏华;大桩距搅拌桩复合地基变形性状研究[D];南京工业大学;2003年
10 徐杰;桩承加筋路堤作用机理研究[D];天津大学;2008年
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