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土工格室工程性状及应用技术研究

杨晓华  
【摘要】:土工格室加筋层压缩、剪切、拉伸等工程性状的研究非常有限,对土工格室作用机理和计算方法及工程应用性状等也缺乏系统的研究,至今尚无较为完整与系统的设计理论,论文通过系统的室内试验、理论分析、有限元仿真计算、工程实例分析,全面系统地研究了土工格室材料特性、土工格室工程应用设计理论、土工格室的具体工程应用特性等。 通过承载板试验,对比素土与土工格室结构层的变形模量、回弹模量的差异,得出地基的承载力,同时比较在不同地基土类型下,应用不同填料、不同高度和不同焊距格室在不同压实度下的承载力及变形模量和回弹模量。试验表明:在软弱地基上铺设土工格室结构层,使地基的强度得到很大提高,承载力比软基提高5~6倍。 通过足尺模型直剪试验,测试不同填料、不同剪切面、不同焊距的土工格室加筋层和未加筋填料之间视粘聚力和摩擦角的变化;通过三轴剪切试验,研究土工格室结构层强度及变化规律。直剪试验表明:由于格室直接参与了剪切,所以抗剪强度有很大提高,而提高主要表现在粘聚力的提高,内摩擦角提高的幅度较小。三轴剪切试验表明:对于土工格室加筋土而言,其应力~应变曲线表现出加工硬化特性,加筋方式、加筋密度等对应力~应变曲线形状影响较大。 通过在土工格室的内壁贴应变片,应用自制模型测试土工格室结构层在拉伸作用下格室片材的应变及土工格室结构层的抗拉强度和拉伸模量。结果表明:土工格室结构层拉伸过程主要分受拉、压缩格室单元内填料及破坏三个阶段,破坏点主要发生在距离受力端附近的焊点处,土工格室的应变与结构层受力随远离作用端的距离而不断减小。 基于温克尔弹性地基梁理论,推导出土工格室结构层加固后的承载力计算公式;经验证后表明计算值与试验实测值比较接近。把传统的重力式挡墙与加筋土挡墙的设计方法结合起来,充分考虑拉筋作用,得到柔性挡墙墙身厚度B、加筋间距x和加筋锚固长度L_m三者之间的函数关系,使柔性挡墙的设计清晰而系统。 结合室内试验、理论分析,对柔性筏基加固软基技术、柔性搭板处治差异沉降技术、生态柔性挡墙应用技术进行了工程性状数值仿真分析,总结出它们的设


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