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考虑温度效应的加筋RAP填料挡墙模型试验及数值模拟研究
| 论文题名： | 考虑温度效应的加筋RAP填料挡墙模型试验及数值模拟研究 |
| 关键词： | 公路加筋挡墙;可回收沥青路面材料;温度效应;蠕变特性;数值模拟 |
| 摘要： | 近年来我国交通运输行业发展迅猛，公路总里程也逐年增加，但因坑槽、车辙、沉陷及裂缝等公路病害会严重影响公路的性能，每年有大量路面需要翻新维修，从而导致大量废旧沥青路面材料的产生。为了响应国家发改委等十部门联合下发的《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》，本文针对废旧沥青路面材料目前利用面窄，利用率低的现状，提出将破碎、铣刨、筛分后的可回收沥青路面材料（Recycled Asphalt Pavement，以下称RAP）用作挡墙填料以提高废旧沥青路面材料的利用率。由于RAP材料中含有沥青成分，沥青具有温度敏感性以及蠕变特性，若在设计过程中不考虑该特性而直接将其用作挡墙填料将存在一定的安全隐患。因此，本文通过开展考虑温度效应的加筋RAP挡墙室内模型试验以及ABAQUS数值模拟研究，探究筋材以及试验温度对RAP填料挡墙蠕变特性的影响，为RAP填料代替传统砂土填料提供参考。 （1）自行设计并构建了考虑温度效应的加筋RAP挡墙室内模型试验系统，该系统又由以下几种分系统组成，包括：挡墙系统、监测系统、加载系统以及温控系统。试验结果表明：该试验系统能够很好地监测在不同的试验温度下的RAP填料挡墙面板的水平位移、挡墙后水平土压力以及加筋材料的应变变化情况。 （2）利用考虑温度效应的RAP填料挡墙室内模型试验系统，开展了不同试验温度（0℃、22℃、35℃）下的加筋与不加筋六种工况下的RAP填料挡墙室内模型试验。试验结果表明：筋材和试验温度对RAP填料挡墙的水平位移有明显影响：筋材能明显降低挡墙的水平位移，降幅在50%以上；而RAP填料挡墙的水平位移随着试验温度的升高而提升。加筋RAP填料挡墙内部土工格栅的应变值在长期荷载的持续作用下，沿着土工格栅筋带的长度方向呈现单峰值分布，并且峰值位置与“0.4H法”对加筋挡墙潜在破裂面的预测位置相符合。 （3）采用ABAQUS软件对RAP填料挡墙进行了建模，并与室内模型试验进行了对比分析，验证了模型的正确性。同时，开展了不同工况下（筋材形式、筋带材料和筋材肋间间距）对RAP填料挡墙水平位移的数值模拟分析，结果表明：筋材的形式和筋材的肋间间距对挡墙的水平位移有较大影响，而筋材的材料对RAP挡墙的水平位移也有影响，但影响有限。此外，将RAP填料挡墙与传统挡墙运营三年后的水平位移、竖向沉降了对比，发现传统挡墙的水平位移和竖向沉降要略小于RAP填料挡墙，但两者相差不大，因此可以考虑将RAP材料作为理想的挡墙的填料，并建议加强RAP填料挡墙的监测。 |
| 作者： | 王清源 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 殷杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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