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土工格栅与昔格达填土相互作用机理研究

周杨  
【摘要】:昔格达是一种广泛分布于西攀地区的性质特殊的岩层。正在修建的西攀高速公路中有近百万方的昔格达弃土,若能将其有效地利用,将产生显著的经济效益。土工格栅是一种强度高、延性小、抗老化的新型土工合成材料,用于路堤填土中,可有效地提高路堤的强度,降低其沉降量。目前,对土工格栅作用机理的理论研究落后于其工程应用,而对昔格达填土来说,则几乎是空白的。本文的目的就是通过试验和有限元分析等手段对土工格栅与昔格达填土相互作用机理进行研究,为设计和施工提供依据。 论文首先分析介绍了土工格栅与填土相互作用的理论和分析方法,总结了国内外筋—土相互作用机理的研究成果。为进行试验,作者研制了一台直剪—拉拔试验仪,并利用本设备分别进行了5组直剪试验和4组拉拔试验,确定出格栅与昔格达填土界面的摩擦角、摩擦系数和粘聚力等材料设计参数,并探讨了填土压实度、格栅形式对筋—土界面抗剪强度的影响。 为进一步研究土工格栅与填土相互作用机理,应用ANSYS程序对土工格栅拉拔试验进行了数值模拟。计算中,将土体看作符合Drucker—Prager准则的弹塑性材料,采用八结点单元模拟填土及土工格栅,并采用面—面接触单元模拟格栅—土界面。为研究横肋位置等因素对拉拔试验的影响,计算了6种不同形式的格栅,结果表明:数值计算结果与拉拔试验结果吻合较好;有横肋格栅较无横肋格栅抗拉拔力提高显著;横肋位置对抗拔力影响较小,对格栅位移影响较大。横肋距拉拔端越近,格栅位移越小。


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