原文传递
基于PFC的桩承式路堤土拱效应研究
| 论文题名： | 基于PFC的桩承式路堤土拱效应研究 |
| 关键词： | PFC模拟;桩承式路堤;土拱效应;颗粒运动;离散单元法 |
| 摘要： | 目前,对于桩承式土拱效应机理的研究,还只局限于宏观层面,对于微观层面的颗粒运动、受力、相互作用研究较少。岩土体是碎散状的颗粒体,从微观层面研究其作用机理是很有必要的。 本文以软土地区桩承式路堤为研究对象。基于离散单元法,对桩承式路堤土拱效应进行模拟。从作用机理与实际应用两方面入手,研究桩承式路堤土拱效应。将路堤土体视为离散的颗粒体,利用PFC(Particle flow code)软件模拟模型试验,对桩承式路堤土拱效应机理,进行了深入的分析;同时以江苏某地桩承式路堤现场试验为基础,模拟桩、土体参数改变情况下,桩承式路堤土拱效应的响应。主要工作内容如下: 本文首先对桩承式路堤平面土拱模型试验进行模拟,建立PFC模拟模型。重点分析土体成拱过程中的力链分布、孔隙率变化、配位数变化以及颗粒的平动与转动。结果显示:①土拱形成过程中,孔隙率不断变化,有时会发生突变。②随着桩土相对位移的增加,颗粒配位数波动较大,验证土拱不断破坏又不断形成的过程。③颗粒平动中,剪切带发生偏转,且剪切带处的土体平动位移,大于路堤其它部分土体,剪切带在路堤中呈现倒“V”形。不同填土高度的路堤,竖向位移不相同,形成不完整拱的路堤表面出现蘑菇状隆起。④颗粒转动中,平均转动率云图显示桩梁处路堤颗粒转动差异明显,随着桩土相对位移增大,颗粒转动水平基本不变。颗粒接触法向量发生明显偏转,逐渐发展成拱形。 桩承式路堤土拱效应,不仅与路堤有关,还与复合路基存在密切联系。本文机理研究之后,模拟工程实践,从机理的角度研究实际桩承式路堤土拱效应,探究桩承式路堤在不同影响参数下的响应。结果表明:桩土应力比随着桩径的增大而增大,随着桩间距的增大而减小。路堤土体颗粒摩擦系数增加,桩土应力比随之增大,土拱效应越发明显。随着填土高度的增加,桩土应力比逐渐增大。填筑到一定高度时,桩土应力比出现最大值,土拱效应得到最大发挥。桩土应力比达到最大值之后又减小趋势,幅度不大。 |
| 作者： | 王立慧 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 李辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
