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土工格栅加筋高填路堤变形和稳定特性研究
| 论文题名： | 土工格栅加筋高填路堤变形和稳定特性研究 |
| 关键词： | 土工格栅加筋结构;高填路堤;边坡稳定性;变形特性;数值分析;FLAC3D模型;有限差分强度折减法 |
| 摘要： | 随着我国西部大开发战略实施以来,山区高等级公路得到了快速发展。由于受到山区地形地貌条件的制约,高填路堤已成为主要的路基形式。高填方路堤在各种因素的作用下,很容易产生路基边坡的失稳和变形问题。土工格栅具有良好的物理力学特性,能较大的增强土体的整体刚度,有效改善路堤的变形特性,从而提高路堤的整体性能,现已被广泛地应用到工程建设的各项领域中。 本文采用FLAC3D建立数值分析模型,运用有限差分强度折减法,系统研究土工格栅加筋高填路堤边坡的稳定性和变形特性。 首先,采用土工格栅加筋土体的室内三轴试验,分析不同的加筋层数、不同的围压对试样的应力—应变关系曲线、抗剪强度的影响。试验结果表明:加入1、2层土工格栅时,其破坏峰值分别增大2.1％~8.1%和14.6%~17.1%;其破坏时的轴向应变分别提高1.7%和5%,土样具有一定的延性并且能显示出较强的后期效应;在围压为200、300kPa的情况下,其规格化强度参数越大,格栅对提高土的抗剪强度更合理。 然后,对比分析了土工格栅加筋对高填路堤的稳定性及土工格栅加筋效果的影响性因素,并对设计方案提出合理的建议。结果表明:选择长度为26~45m的土工格栅能有效的减小路堤的坡脚位移,提高路堤的整体稳定性;在相同的计算参数的情况下,土工格栅的拉伸模量为50~200kN/m,土工格栅的层数为7~9层时,加筋的效果较明显;在变边坡的高填路堤中,在路基的中下部8~26m范围内满铺土工格栅及变边坡处附近上下加铺土工格栅,其加筋的效果较明显。 最后,将对高填路基边坡进行数值分析后得出的土工格栅合理铺设方式,分析在地震荷载和降雨入渗作用工况下的路基边坡的稳定性。通过采用不同的抗剪强度折减模式来分析计算,验证了格栅加筋对抑制边坡路基变形、提高降雨入渗条件下路堤边坡的整体稳定性和增强路堤抗震性能的作用。 |
| 作者： | 刘红 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 汪华斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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