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北京西六环膨胀岩（土）中加筋拉拔试验及其数值仿真

作　者: 张智斌
导　师: 杨和平
学　校: 长沙理工大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 柔性支护技术膨胀土拉拔试验土工格栅试验条件 FLAC3D
分类号: U412.22
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 29次
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内容摘要

柔性支护技术首次用于治理北京西六环沉积型膨胀岩(土)堑坡已获成功,支护体中土工格栅与膨胀土填料间摩擦、U型钉锚固及上下格栅反包连接构成边坡整体强度,而拉拔试验是确定其相互作用的最好方法。为获得膨胀土中加筋作用机理、界面参数并优化设计方法,本文开展西六环膨胀岩(土)中加筋拉拔试验研究及其数值仿真。为确定CS-LB01大型数控拉拔试验系统进行筋土界面试验的合适条件,以西六环三种膨胀土为填料,采用两种格栅加筋,通过改变上覆荷载、拉拔速率、土样含水率及固结时间完成了33组拉拔试验,获得各因素的影响程度,基于此并考虑实际工况,分析提出合适的试验条件。为探讨拉拔力与格栅强度、几何特性间关系,用湖北力特生产的五种格栅及2#土样为材料,进行了系列试验,得到拉拔力不仅与筋材强度有关,而且还与相同埋入长度时的横肋数有关,实施柔性支护时,加筋材料的选择应综合考虑这两方面因素。为模拟柔性支护的实际工况,还设计并开展了格栅尾部用两种钢钉固定的拉拔试验,结果表明,拉拔力较未加钉固定的测试值有较大提高,说明U型钉锚固对提高柔性支护整体强度发挥了重要作用。最后,采用FLAC3D模拟了膨胀土中加筋的拉拔试验过程,格栅采用FLAC特有的Geogrid结构单元,土样选用摩尔—库伦本构模型,获得的拉拔力与位移曲线形状与试验时机器自动绘图相差无几,同时还得到格栅发生有效拔出时土体的位移场分布、竖向应力分布、筋土界面水平向应力分布以及界面摩擦阻力分布,可为加筋作用机理、界面参数分析提供参考。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-21
  1.1 研究背景与意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-19
  1.3 存在的问题  19
  1.4 本文的主要研究内容  19-21
第二章膨胀土与土工格栅拉拔试验影响因素分析  21-36
  2.1 试验基本思路及方法  21
  2.2 试验仪器及原材料参数  21-24
  2.3 试验步骤  24-25
  2.4 计算方法  25-27
  2.5 试验条件的设定  27-28
  2.6 拉拔试验测试结果及分析  28-35
  2.7 本章小结  35-36
第三章拉拔试验中土工格栅应力变形特性  36-49
  3.1 土工格栅拉拔力与其强度及几何特性之间的关系  36-40
  3.2 土工格栅被动阻力试验研究  40-42
  3.3 土工格栅的应力变形分析及拉拔试验验证  42-47
  3.4 本章小结  47-49
第四章土工格栅端部加钉拉拔试验  49-58
  4.1 常规拉拔试验与路堑边坡柔性支护实体工程的区别  49-50
  4.2 试验方案设计  50-52
  4.3 试验结果及分析  52-57
  4.4 本章小结  57-58
第五章土工格栅拉拔试验数值仿真  58-76
  5.1 三维快速拉格朗日差分法计算基本原理简述  58-64
  5.2 FLAC3D 软件概述  64-71
  5.3 实例仿真分析  71-75
  5.4 本章小结  75-76
第六章结论与建议  76-78
  6.1 主要结论  76-77
  6.2 有待于进一步研究的问题  77-78
参考文献  78-82
致谢  82-83
附录攻读硕士学位期间参加科研项目和发表的论文  83-84
中英文摘要  84-90

北京西六环膨胀岩（土）中加筋拉拔试验及其数值仿真

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