【正文】
2 筋材間距影響分析2.1 有限元模型建立 在上文中論文模型基礎(chǔ)上進(jìn)行改造建立使用于本次研究的模型。筆者認(rèn)為,要研究筋材的埋深必須要保證每根筋材都能在最大程度上發(fā)揮作用。 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。根據(jù)論文中給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),選取沉降量為20mm情況下的位移云圖進(jìn)行對照()。通過加載所獲的的數(shù)據(jù)立圖表即可得到由有限元軟件模擬加載獲得的PS曲線()進(jìn)而與真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立的PS曲線()進(jìn)行對照。將上述數(shù)據(jù)輸入即可將有限元軟件的計(jì)算模型建立完成。其他數(shù)據(jù)可由下左圖中得出。通過有限元軟件建立該實(shí)驗(yàn)中的模型進(jìn)行模擬加載,將獲得的PS曲線同論文中給出的曲線進(jìn)行對照即可。故而,在進(jìn)行本課題的研究之前,必須對我們的研究方法進(jìn)行驗(yàn)證,確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性。 研究方法 由于缺乏實(shí)驗(yàn)的器材,本課題的研究是通過有限元軟件來進(jìn)行的。顯然,這樣的設(shè)計(jì)明顯的缺乏理論的佐證。 研究內(nèi)容 包裹式加筋邊坡通過向土體中添置柔性筋材增強(qiáng)邊坡承載能力,具有造價(jià)低廉、施工簡便、與邊坡綠化緊密結(jié)合的優(yōu)點(diǎn),近年來在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。 楊廣慶,周亦濤等(2011) [25] 對某高速公路加筋土擋墻水平土壓力和土工格柵拉筋位移進(jìn)行了系統(tǒng)測試。試驗(yàn)證明地基的不均勻沉降對于邊坡整體的穩(wěn)定性并無很大的影響,位移的峰值在不均勻沉降處產(chǎn)生。 , (2010)[21] , JianFeng Chen, SongBo Yu (2009)[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。在實(shí)驗(yàn)過程中和通過數(shù)字成像技術(shù)記錄了土體的位移變化狀況。賈圣東 (2008)[19] 他以廣東某段告訴公路的擴(kuò)建工程為依托,通過離心模型試驗(yàn),并結(jié)合數(shù)值分析的方法,研究了添置格柵的諸多因素對路堤邊坡的穩(wěn)定性的影響。并驗(yàn)證了加筋邊坡中的土工格柵能夠很好的限制土體變形,滑動帶的位置也明顯的前移。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。通過上述試驗(yàn)分析他給出了一系列定量的結(jié)論給加筋土邊坡的設(shè)計(jì)工作進(jìn)一步鋪平了道路。. Choudhary . Jha . Gill(2010)[16]他通過室內(nèi)模型試驗(yàn)研究了粉煤灰加筋邊坡與沒有加筋的粉煤灰邊坡之間的應(yīng)力差距。他主要研究了筋材的埋深,間距,坡角等情況。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)。最終得出了一個(gè)定性的結(jié)論即對于加筋土邊坡,筋材的間距越小,埋深越深,強(qiáng)度越大,坡度越小邊坡的承載能力就會越強(qiáng)。他們試驗(yàn)對比了加筋模型與沒有加筋模型的破壞機(jī)理,并分別說明了加筋壩體與沒有加筋的壩體破壞特點(diǎn)。同時(shí)也證明土工格柵主要通過與土體間的摩擦作用與土體結(jié)合為一個(gè)整體而起作用。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。 室內(nèi)模型試驗(yàn)研究現(xiàn)狀徐林榮,華祖焜(1999) [9] 他們用紙和紗窗的窗紗代替加筋土邊坡中的土工格柵進(jìn)行試驗(yàn),通過獨(dú)特的理論和方法,研究了筋材的埋深,間距,坡角,等參數(shù)并對其主要的控制參數(shù)進(jìn)行了分析。 加筋邊坡試驗(yàn)作為針對實(shí)際工程適用性和可靠度的具體模型體現(xiàn),在加筋邊坡的加筋機(jī)理和設(shè)計(jì)參數(shù)研究等方面具有重要意義。試驗(yàn)方式主要包括:室內(nèi)模型試驗(yàn)、離心模型試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn);數(shù)值方法主要包括:有限元、有限差分和離散元等。 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)家對加筋土的研究便從未間斷。 正如上文所說的那般,土工合成材料在工程中的應(yīng)用十分廣泛。 許多國家先后制定并頒布了有關(guān)加筋土工程的設(shè)計(jì)、施工規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)或指南等,我國交通部早在 1991 年就制定并頒發(fā)了《公路加筋土工程設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ01591) [1] 、 《公路加筋土工程施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ03591) [2] 等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),鐵道部在《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)規(guī)范》(TBJ2590) [3] 中加入了加筋土工程的有關(guān)條文和內(nèi)容?,F(xiàn)代加筋土的設(shè)計(jì)和第一個(gè)加筋構(gòu)筑物是由法國工程師 Henri Vidal 在 20 世紀(jì) 60 年代提出并實(shí)現(xiàn)的,從此利用抗拉材料作為筋材的加筋土技術(shù)從經(jīng)驗(yàn)判斷上升到理論設(shè)計(jì)階段。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來說也較為容易,這種種的優(yōu)勢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。眾所周知,土體本身具有一定的抗壓、抗剪強(qiáng)度,但是無法承受拉力。通過對加筋邊坡中內(nèi)筋的埋深這一參數(shù)進(jìn)行研究,得出了以下結(jié)論:內(nèi)筋的埋深與邊坡滑動帶的位置息息相關(guān),故而本文建議設(shè)計(jì)人員在確定內(nèi)筋埋置深度時(shí)應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果中給出的滑動帶的位置確定為宜。本文就加筋邊坡中頂筋和底筋的埋深這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析,得出了以下結(jié)論:從定性的角度而言,頂筋與底筋的埋深對邊坡承載能力的影響并不明顯。通過對眾多數(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。顯然,這樣的設(shè)計(jì)明顯的缺乏理論的佐證。河 北 工 業(yè) 大 學(xué)畢 業(yè) 論 文 作 者: 王巖 學(xué) 號: 111429 學(xué) 院: 土木工程學(xué)院 系(專業(yè)): 土木工程 題 目: 包裹式加筋邊坡破壞機(jī)制有限元分析 指導(dǎo)者: 王子寒 講師 (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù))評閱者: (姓 名) (專業(yè)技術(shù)職務(wù)) 2015 年 6 月 8 日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中文摘要題 目:包裹式加筋邊坡破壞機(jī)制有限元分析摘要:包裹式加筋邊坡通過向土體中添置柔性筋材增強(qiáng)邊坡承載能力,具有造價(jià)低廉、施工簡便、與邊坡綠化緊密結(jié)合的優(yōu)點(diǎn),近年來在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。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)。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邊坡承載能力的影響,通過對眾多數(shù)據(jù)的篩選分析得到了各種參數(shù)的合理取值范圍,針對工程設(shè)計(jì)意提出了具一定指導(dǎo)義的建議。在設(shè)計(jì)工作中,筋材的埋深間距不宜小于坡高的五分之一也不宜超過1m。從定量的角度而言,本文建議頂筋與底筋應(yīng)埋至荷載中心位置為宜。關(guān)鍵詞: 包裹式 加筋邊坡 有限元 破壞機(jī)制河北工業(yè)大學(xué)2015屆本科畢業(yè)論文畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文摘要Title: A Finite Element Analysis of the Failure Mechanism of the Encased Reinforced Slope AbstractThe reinforced slope of the wrapped type is reinforced by the soft rib in the soil. The reinforced slope of the wrapped type has the advantages of low cost, simple construction, close bination with the slope greening. The wrapped type reinforced slope has been widely used in engineering in recent years. However, the failure mechanism of