【正文】 歲月靜好，莫憑其虛晃。父愛如山，母愛如水。就埋深間距的設(shè)計(jì)工作而言， 筋材的埋深間距不宜大于坡高的五分之一。這個(gè)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因根據(jù)上文中提到的 筋材插入滑動(dòng)帶的原理，可以了解到在 225mm 埋深的情況下筋材已經(jīng)插入滑動(dòng)帶足夠的距離，所以再次增加筋材的埋深對(duì)于邊坡的承載能力并沒有很大的幫助。至于在塑性區(qū)首層埋深為 0mm 的模型的應(yīng)力反超這一現(xiàn)象，僅僅通過現(xiàn)階段掌握的資料與數(shù)據(jù)難以進(jìn)行解釋，但是在這里筆者可以對(duì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因 給出一個(gè)大膽的猜測(cè)。只有知其然又知其所以然，才能更深層次的了解內(nèi)筋埋深對(duì)加筋筋邊坡影響。接下來便借由模型對(duì)內(nèi)筋埋深的影響做進(jìn)一步的研究。而這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因相信也與之前推河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 21 測(cè)得到的相差無幾。需要注意的是在建 立模型的過程中要保證其他變量的穩(wěn)定。 圖 頂筋埋深 100mm 時(shí)的位移云圖 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 16 圖 頂筋埋深 200mm 時(shí)的位移云圖 圖 頂筋埋深 250mm 時(shí)的位移云圖 圖 間距 100mm 時(shí)的塑性點(diǎn)分布圖 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 17 圖 間距 200mm 時(shí)的塑性點(diǎn)分布圖 圖 間距 250mm 時(shí)的塑性點(diǎn)分布圖 觀察上述位移云圖與塑性點(diǎn)分布圖，可以很清晰的發(fā)現(xiàn)三幅圖形的滑動(dòng)帶與塑性點(diǎn)分布位置相差無幾，這就說明在相同荷載的作用下，上述三種模型的承載能力十分相似，這也從一個(gè)側(cè)面印證了之前的理論推斷。 建立模型并計(jì)算 在建立模型的過程中，采用頂筋長度分別為 100mm， 200mm， 250mm 三組進(jìn)行對(duì)照，至于模型圖片本文將不再具體展示，以免顯得拖沓冗長。但是 50mm 對(duì)應(yīng)的坡高為250mm，是坡高的五分之一，因此可以得出結(jié)論在確定埋深間距時(shí)，筋材的埋深間距不宜大于坡高的五分之一。也就是說，隨著筋材間距的減小，筋材埋置的密度也在不斷的增大，這很大程度上增強(qiáng)了加筋邊坡的彈性模量，增強(qiáng)了土體抵抗變形的能力。從上文中筋材消耗荷載的理解出發(fā)，可以很明顯的發(fā)現(xiàn)當(dāng)埋置間距越小時(shí)，筋材數(shù)量增多，而同樣的荷載被消 耗的次數(shù)也相應(yīng)的增多了，這就是為何筋材埋置的筋材間距越小，位移云圖中所表現(xiàn)出的滑動(dòng)帶越陡越短，筋材作用十分明顯。 要分析產(chǎn)生上述現(xiàn)象的成因，首先就必須要了解邊坡土本身的條件，從建模初期的參數(shù)設(shè)置中可以得出邊坡土的內(nèi)摩擦角為 34 度而邊坡本身的坡度為 45 度，由于內(nèi)摩擦角遠(yuǎn)小于邊坡本身的坡度，邊坡本身承載能力極差，極易進(jìn)入塑性狀態(tài)。 圖 間距 25mm 時(shí)的模型 圖 間距 50mm 時(shí)的模型 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 9 圖 間距 125mm 時(shí)的模型 2． 2 模擬加載及數(shù)據(jù)整理 對(duì)上述的三個(gè)模型分辨進(jìn)行模擬加載，記錄其模型的變形及應(yīng)力數(shù)據(jù)建立 PS曲線圖表如下 (圖 )所示。 圖 數(shù)值 模擬結(jié)果 圖 試驗(yàn)結(jié)果 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 7 根據(jù)上述四副圖片的對(duì)照可以很清楚的發(fā)現(xiàn)，通過有限元模型模擬加載所獲的數(shù)據(jù)與通過真實(shí)實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)相差無幾，這樣也就有力的論證了，本文研究方法的正確性及科 學(xué)性，為接下來的研究做出了很好的鋪墊。 根據(jù)論文中的描述，所要建立的模型是一個(gè)斜率為 45 度的小型邊坡，模型整體長度 為 900mm，整體高度為 500mm，左側(cè)留土 250mm，右側(cè)留土 400mm，下側(cè)留土 250mm。但是，受到其受到作用力時(shí)的破壞機(jī)制仍不明確的影響，設(shè)計(jì)理論尚不完善，往往都是根據(jù)以往的工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明土體應(yīng)力的峰值在荷載的正下方。 離心模型試驗(yàn)研究現(xiàn)狀 張嘎， 王愛霞， 牟太平等 （ 20xx） [17] 他通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)值分析相結(jié)合 的研究思路。 王志斌，李亮，鄒金鋒等（ 20xx） [14] 他進(jìn)行了諸多的大型室內(nèi)模型試驗(yàn)，研究分析了加筋路堤邊坡與沒有加筋的路堤邊坡之間承載力的差距，著重分析了加筋路堤邊坡與沒有加筋的路堤邊坡的破壞機(jī)制和原理。 朱湘，黃曉明（ 20xx） [10] 通過進(jìn)行不同的室內(nèi)模型的對(duì)比試驗(yàn)研究了加筋土邊坡與沒有加筋的邊坡之間的應(yīng)力差距，研究了軟土地基條件下的路堤的破壞機(jī)制。國內(nèi)外眾多專家對(duì)它的研究也從未停息，具體的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀將在下文予以介紹。但土工合成材料通過土體與筋材之間的摩擦和機(jī)械咬合作用，在土體中傳遞拉應(yīng)力，分擔(dān)土體的應(yīng)力，從而從一定程度上改善了土體的強(qiáng)度和變形能力，提高了構(gòu)筑物的穩(wěn)定性。為了完善加筋邊坡的設(shè)計(jì)理論，本文通過 plaxis 軟件建立有限元模型分別討論了位移加載條件下筋材的間距和埋深對(duì)邊坡承載能力的影響，通過對(duì)眾多數(shù)據(jù)的篩選分析得到了各種參數(shù)的合理取值范圍，針對(duì)工程設(shè)計(jì)意提出了具一定指導(dǎo)義的建議。 通過對(duì)眾多數(shù)據(jù)的分析比較，本文就埋深間距這一參數(shù)得出了以下結(jié)論 ： 隨著埋深間距的減小，邊坡的承載能力大幅提高。土工合成材料中所應(yīng)用的筋材往往廉價(jià)易得，筋材埋置的方式相對(duì)來說也較為容易，這種種的優(yōu)勢(shì)也使得土工合成材料廣泛的應(yīng)用于水利、 海港、 公路、建筑、鐵路、電力、采礦、軍工等工程的各個(gè)領(lǐng)域，成為了建筑工程中必不可少的重要材料。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 自上世紀(jì) 60 年代初法國工程師 Vidal 提出加筋土概念以來，國內(nèi)外眾多科學(xué)家對(duì)加筋土的研究便從未間斷。證明加筋土邊坡中的筋材能夠?qū)ν馏w起到很好的限制作用，增強(qiáng)了土體的穩(wěn)定性。在他的試驗(yàn)中分析觀察了邊坡破面的沉降，坡頂?shù)奈灰埔约巴馏w內(nèi)部的應(yīng)力等數(shù)據(jù)。提出了一種能夠卻行離心試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭械奈灰萍皯?yīng)力變化的方法，并將該方法應(yīng)用到了一系列邊坡的離心模型試驗(yàn)中。 ， （ 20xx） [21] ， JianFeng Chen， SongBo Yu （ 20xx）[22] 利用離心模 型試驗(yàn)研究軟土地基上的格柵加筋路堤，在試驗(yàn)中監(jiān)測(cè)路堤沉降、土壓力和孔隙水壓力，加筋路堤在表面自下出現(xiàn)不同程度的裂縫。顯然，這樣的設(shè)計(jì)明顯的缺乏理論的佐證。其他數(shù)據(jù)可由下左圖中得出。 研究 思路 本文采用了新的筋材埋置方式，眾所周知在實(shí)際加緊邊坡的施工過程中，設(shè)計(jì)方與施工方往往為了方便起見統(tǒng)一筋材的埋深，使得筋材左邊沿與邊坡平行。 圖 筋材間距 ps 曲線 從圖表中不難看出隨著間距的減小，邊坡的承載能力呈現(xiàn)出很強(qiáng)的規(guī)律性，即間距越小承載能力越強(qiáng)。而在土中埋置入筋材后可以很明顯的提升土體本身的力學(xué)性能。而間距變大的情況下，位移云圖所表現(xiàn)出的滑動(dòng)帶越緩越長，筋材作用并不顯著。 通過上述分析，可以得出一個(gè)定性的結(jié)論：加筋邊坡中的筋材埋置間距越小，對(duì)邊坡的加強(qiáng)作用越好。另一方面，當(dāng)坡高很高時(shí)為了施工方便埋深的間距不宜過大，考慮到施工人員的身高影響建議埋深的間距不宜超過 1m。需要注意的是在建立模型的過程中要保證其他變量的穩(wěn)定。而這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因相信也與之前推測(cè)得到的相差無幾。進(jìn)行模擬加載后記錄所得到的位移及應(yīng) 力 數(shù) 據(jù)我們可以建立 PS 曲線圖表，如下（圖 ）所示。以上三個(gè)模型的滑動(dòng)帶終結(jié)于邊坡表面與坡腳有一定距離。 建立模型并 計(jì)算 在建立模型的過程中，采用內(nèi)筋的首筋長度分別為 0mm， 125mm,175mm，225mm,280mm 其余筋材左端部均與第一層對(duì)齊，從而以首層金材埋深為變量形成了四組對(duì)照。但 由于內(nèi)筋埋深的現(xiàn)象較之于間距，頂?shù)捉钍謴?fù)雜，為了更為深刻的發(fā)掘內(nèi)筋埋深對(duì)于邊坡承載能力的影響，接下來將對(duì)各個(gè)現(xiàn)象逐一進(jìn)行分析。那就是由于 125mm 的內(nèi)筋埋深只是剛剛有一小部分深入到邊坡的滑動(dòng)帶中，起到的作用相對(duì)適宜埋深的筋材較小，所以在土坡進(jìn)入塑性后，筋材的作用發(fā)揮不大，但是又由于埋置筋材的位置會(huì)產(chǎn)生類似于結(jié)構(gòu)物的應(yīng)力集中的現(xiàn)象使得在滑動(dòng)帶區(qū)域承受的應(yīng)力遠(yuǎn)大于并沒有配置筋材的邊坡，因而產(chǎn)生了首層埋深為 0mm的應(yīng)力反超的現(xiàn)象。但一旦進(jìn)入塑性區(qū)較長的埋深就會(huì)起到很關(guān)鍵的作用，這也就是為什么 ps 曲線中顯示出在塑性區(qū)承載能力相差巨大的原因。另一方面，當(dāng)坡高很高時(shí)為了施工方便埋深的間距不宜過大，考慮到施工人員的身高影響建議埋深的間距不宜超過 1m。感恩父母日復(fù)一日的付出，為我的成長之路撐起了一片湛藍(lán)的天空。轉(zhuǎn)眼間，分別的時(shí)刻即在眼前，縱使千般不愿也只能萬般無奈，時(shí)間的指針也從未停擺。感恩同學(xué)日復(fù)一日的陪伴，為的成長裝點(diǎn)出一片絢麗的色彩。 感恩父母，感激著他們給予了我來到這世上的機(jī)會(huì)；感恩父母，感激著他們給予了我無微不至的關(guān)懷；感恩父母，感激著他們?yōu)槲易龅囊磺小? 僅僅有定性的結(jié)論是不足夠的，還需要更多定量的結(jié)論以支撐實(shí)際的設(shè)計(jì)施 工工作。也就是說在埋深 225mm 以后，增加筋材的河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 24 埋深對(duì)于增加邊坡的承載能力并沒有很大的幫助。這說明較長的內(nèi)筋埋深對(duì)限制土坡變形，消河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 23 耗荷載到了作用。 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 22 計(jì)算結(jié)果分析 了解到現(xiàn) 象之后我們所要做的就是，從其中發(fā)現(xiàn)更深層次的原因。根據(jù)上文中提到的土體內(nèi)部應(yīng)力傳播路徑可以清晰的了解到內(nèi)筋是否能起到加固土體的作用與其是否能夠插入邊坡滑動(dòng)帶有著直接聯(lián)系。 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 19 圖 底筋埋深 0mm 時(shí)的位移云圖 圖 底筋埋深 150mm 時(shí)的位移云圖 圖 底筋 埋深 250mm 時(shí)的位移云圖 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 20 圖 底筋埋深為 0mm 時(shí)的塑性點(diǎn)分布圖 圖