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新型砌块及其加筋挡土结构临界高度分析

程龙飞  
【摘要】: 本文通过试验测试、数值模拟、理论分析等方法对新型仿花岗岩砌块墙体失稳机理、单层砌块可建成的墙体最大高度等问题进行了深入系统的研究。主要研究内容如下: (1)国内首创一种新型的仿花岗岩空心砌块;通过数值模拟、工程测试等手段对该砌块的研究,结果表明:砌块与格栅之间的连接强度与竖向压力间呈线性关系,连接强度能满足实际工程的需要;新型砌块之间独特的后缘结构,改变结构力的作用方式;在砌体结构的不同部位,均能提供足够的抗剪强度。 (2)按照等强度和等间距两种加筋方式,通过数值模拟的研究手段,对比分析了新型仿花岗岩砌体结构的变形和受力性状。结果表明:水平放置的土工格栅使填土区工程性质出现分层性,砌体结构存在局部张性破坏;张性裂隙上下扩容、发展,使加筋砌体结构可能出现拉裂—滑移、鼓出—滑移两种变形失稳力学模式。 (3)根据加筋砌体结构受力性状及失稳机理,利用极限分析的基本原理,推导出了适用于一般加筋砌体结构的临界高度的表达式。并利用复合形重组方法对加筋砌体结构的临界高度影响因素进行了深入的分析;通过拟合建立了形式简洁的加筋砌体结构的临界高度的估算表达式。 (4)分析了植被根系对砌体结构的加固机理,并从理论上的推导了根系加固的数值模型;以此为前提,分析了栽植加固深度对加筋砌体结构临界高度的影响。结论表明:植被根系提高了浅层填土的稳定性,能在一定程度上减小水平方向对砌体结构墙背的侧压力,能在一定程度上增大加筋砌体结构的临界高度。


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