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土工格栅与膨胀土相互作用的拉拔试验研究

作　者: 万亮
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: 土工合成材料膨胀土气囊加载伺服控制系统拉拔试验有限元分析加筋土
分类号: U414
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 24次
引　用: 1次
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内容摘要

土工格栅作为一种加筋(加固)材料在工程中的应用越来越广泛,但加筋机理和设计理论方面的研究都落后于工程实际。为此,人们不断研制开发各种试验设备进行加筋机理和设计参数试验研究。长沙理工大学西部膨胀土项目课题组在广西南友路采取柔性加筋技术成功地对膨胀土路基进行了处治,为了给项目提供筋土间相互作用设计参数及开展加筋机理的研究,有必要开展土工格栅与膨胀土相互作用拉拔试验研究。为此,本文开展了如下研究:1、分析了国内外已研发的拉拔试验设备的优缺点,考虑到新开发的试验系统应具有的综合功能,即不但可用于正常土,还可以用于特殊土;除了能方便获取筋土界面参数外,还可逐步扩展到研究加筋土体及其剪切带。自主研制开发了大型数控拉拔试验系统(CS-LB01)。2、对新研制的大型数控拉拔试验系统(CS-LB01)进行性能测试,给出了规范化的操作流程及有关注意事项。试验表明,该系统能较好模拟土工格栅在膨胀土中的工作状态,准确提供筋土界面间的受力、变形及变化规律,从而方便试验参数的采集及对土中加筋作用机理的研究。3、模拟实际工况,通过对广西宁明灰黑膨胀土与TGDG35型号格栅在不同拉拔影响因素(上覆压力、土的含水率、拉拔速度、格栅的尺寸、试验时土体的温度、土的种类、格栅的型号、土与盒(箱)壁的摩擦作用、土样的压实度)的系列拉拔试验,获取了界面参数并分析各影响因素对拉拔阻力、界面摩擦强度、筋土界面剪应力分布、界面作用系数及似摩擦系数的影响,通过对格栅不同长度的拉拔试验提出加筋长度的确定方法。4、用Ansys软件模拟了筋土间的拉拔试验过程,提出了一个用于模拟其接触面变形特性的计算模型,并将计算结果与试验结果比较,两者基本吻合,验证了该模型的合理性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-19
  1.1 研究背景和目的  10
  1.2 国内外研究现状  10-17
    1.2.1 加筋机理研究  11-14
    1.2.2 筋土相互作用试验研究  14-17
    1.2.3 筋土相互作用有限元分析方法  17
  1.3 主要研究内容  17-19
第2章大型数控拉拔试验系统的研制与开发  19-26
  2.1 拉拔测试主机的研制  19-21
  2.2 加载伺服控制系统的研制  21
  2.3 试验数据采集系统的开发  21-24
  2.4 压实与起吊辅助设备的配置  24
  2.5 本章小结  24-26
第3章 CS-L801 的性能测试及试验方法确定  26-32
  3.1 系统稳定性的分析对比试验  26-27
  3.2 分析侧壁摩擦对试验结果的影响  27-28
  3.3 试验中水平加载方式的确定  28-29
  3.4 试验的操作过程及注意事项  29-31
  3.5 本章小结  31-32
第4章土工格栅与膨胀土拉拔试验研究  32-60
  4.1 试验的设计  32-33
  4.2 试验的准备  33-35
  4.3 试验结果  35-42
  4.4 试验结果分析  42-59
    4.4.1 拉拔阻力  42-43
    4.4.2 界面摩擦强度  43-50
    4.4.3 剪应力的分布  50-52
    4.4.4 界面作用系数  52-54
    4.4.5 似摩擦系数  54-57
    4.4.6 加筋长度的确定  57-59
  4.5 本章小结  59-60
第5章拉拔试验的数值模拟分析  60-69
  5.1 土体单元模型  60-61
  5.2 土工格栅单元模型  61-63
  5.3 接触面单元模型  63-65
  5.4 计算结果及分析  65-68
    5.4.1 建立模型  65-66
    5.4.2 计算结果与分析  66-68
  5.5 本章小结  68-69
第6章结论与建议  69-71
  6.1 主要结论  69-70
  6.2 建议  70-71
参考文献  71-74
致谢  74-75
附录  75

土工格栅与膨胀土相互作用的拉拔试验研究

内容摘要

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