【正文】 圖 底筋 埋深 250mm 時的位移云圖 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 時的塑性點分布圖 圖 底筋埋深為 150mm 時的塑性點分布圖 圖 底筋埋深為 250mm 時的塑性點分布圖 觀察上述位移云圖與塑性點分布圖，可以很清晰的發(fā)現(xiàn)三幅圖形的滑動帶與塑性點位分布相差無幾，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，這也從一個側(cè)面印證了之前的理論推斷。具體的分析方法我們需要借助的是 plaxis 軟件所計算出的位移云圖，以及塑性點的分布圖來進行分析。 計算結(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。進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。 建立模型并計算 在建立模型的過程中，采用底筋長度分別為 0mm， 150mm， 250mm 三組進行對 照，至于模型圖片本文將不再具體展示，以免顯得拖沓冗長。原因是由于邊坡的滑動帶河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 18 呈弧形分布，隨著高度的下降不斷地向坡腳或者坡面靠攏所以在底筋的位置上底筋只需要很小的長度便可以穿過滑動帶，起到筋材應(yīng)有的作用。對于在邊坡的設(shè)計階段頂筋長度的選擇，筆者建議根據(jù) 構(gòu)造要求取長即可，一般而言長度應(yīng)取到荷載中心位置為宜。而這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因相信也與之前推測得到的相差無幾。數(shù)據(jù)分析過程中得到的位移云圖如下（圖 ）所示。只有知其然又知其所以然，才能更深層次的了解筋材間距對加筋筋邊坡影響。 內(nèi)筋 頂筋 底筋 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 15 圖 頂筋埋深 ps 曲線 圖表中的數(shù)據(jù)具有很明顯的規(guī)律性，三條曲線交織在一起基本并沒有多大差距，這就說明頂筋的埋置深度對邊坡承載力的影響很小。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。原因是由于在實際頂筋是通過最靠近頂部的側(cè)筋彎折上去的，這就使得頂筋的上覆土層很薄，頂筋無法與邊坡土體結(jié)合成為一個整體，影響其作用的發(fā)揮，所以頂筋只是起到一個構(gòu)造的作用，對于邊坡承載能力的提高影響不大。將這三部分筋材分而治之可以有效的明晰研究思路，對研究工作的順利進行意義非凡。 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 14 3 筋材埋深影響分析 由于不同部分的筋材作用的大小及其重要性各不相同，對于筋材埋深的實驗分析，可以分部分進行。另一方面，當坡高很高時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。結(jié)合在實際中的荷載情況，筆者認為當取間距為 50mm 時邊坡的承載能力較為適宜不會出現(xiàn)承載力不足或者材料的浪費問題。但一味的減小間距顯然是河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 13 不明智的，會造成很多的筋材浪費也會使得施工的難度大大增加，這就要求對筋材埋深間距的下限做出討論。需要進行 進一步的分析以得出一個定量的結(jié)論。 通過上述分析，可以得出一個定性的結(jié)論：加筋邊坡中的筋材埋置間距越小，對邊坡的加強作用越好。間距為 25mm時的邊坡塑性點分布面積較小，間距 50mm是的邊坡塑性點分布面積較之間距 25mm時的面積變大了些，而 125mm 時的塑性點分布面積已經(jīng)到了一個很大的程度。這種現(xiàn)象的成因顯然是由于邊坡邊界 的部分更容易產(chǎn)生拉力。由 軟件計算得到的不同埋置間距條件下邊坡塑性點分布圖如下（圖 ）所示。而間距變大的情況下，位移云圖所表現(xiàn)出的滑動帶越緩越長，筋材作用并不顯著。 明白了荷載的傳遞路徑以及筋材消耗荷載的原理，接下來需要分析的就是不同埋置間距之間的差距產(chǎn)生的原因。但是當荷載傳遞到有筋材存在的位置時，由于筋材受拉使得荷載必須通過時筋材變形來講荷載傳遞下去，這樣一部分本該由下層土體承受的荷載被后來埋置進去的筋材消耗掉了。 外部荷載分布在坡頂距邊界 75mm175mm 的地方。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。而當間距為 50mm 時滑動帶角度變的平緩并且延伸距離變大，當間距 為 125mm時滑動帶角度變得更為平緩延伸距離更長了，甚至延伸到了加筋土邊坡表面。河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 10 數(shù)據(jù)分析過程中 得到的位移云圖如下 (圖 )所示。只有知其然又知其所以然，才能更深層次的了解筋材間距對加筋筋邊坡影響。 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)出很強的規(guī)律性，即間距越小承載能力越強。建立模型如圖 。 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 8 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)上進行改造建立使用于本次研究的模型。筆者認為，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，眾所周知在實際加緊邊坡的施工過程中，設(shè)計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)論文中給出的實驗數(shù)據(jù)，選取沉降量為 20mm 情況下的位移云圖進行對照 （圖 和圖 ） 。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（圖 ）進而與真實的實驗數(shù)據(jù)建立的 PS 曲線（圖 ）進行對照。將上述數(shù)據(jù)輸入即可將有限元軟件的計算模型建立完成，如下圖 和 所示。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驗中的模型進行模擬加載，將獲得的 PS 曲線同論文中給出的曲線進行對照即可。故而，在進行本課題的研究之前，必須對我們的研究方法進行驗證，確保實驗數(shù)據(jù)的真實性。 研究方法 由于缺乏實驗的器材，本課題的研究是通過有限元軟件來進行的。顯然，這樣的設(shè)計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邊坡承載能力，具有造價低廉、施工簡便、與邊坡綠化緊密結(jié)合的優(yōu)點，近年來在工程中得到了廣泛的應(yīng)用。 楊廣慶 ,周亦濤等 (20xx) [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行了系統(tǒng)測試。試驗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。 ， （ 20xx） [21] ， JianFeng Chen， SongBo Yu （ 20xx）[22] 利用離心模 型試驗研究軟土地基上的格柵加筋路堤，在試驗中監(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。在實驗過程中和通過數(shù)字成像技術(shù)記錄了土體的位移變化狀況。 河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 4 賈圣東 （ 20xx） [19] 他以廣東某段告訴公路的擴建工程為依托，通過 離心模型試驗，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?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中。通過上述試驗分析他給出了一系列定量的結(jié)論給加筋土邊坡的設(shè)計工作進一步鋪平了道路。 . Choudhary . Jha . Gill（ 20xx） [16]他通過室內(nèi)模型試驗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，強度越大，坡度越小邊坡的承載能力就會越強。他們試驗對比了加筋模型與沒有加筋模型的破壞機理，并分別說明了加筋壩體與沒有加筋的壩體破壞特點。同時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，增強了土體的穩(wěn)定性。 室內(nèi)模型試驗研究現(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 中的土工格柵進行試驗，通過獨特的理論和方法，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)進行了分析。 加筋邊坡試驗作為針對實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理和設(shè)計參數(shù)研究等方面具有重要意義。試驗方式主要包括：室內(nèi)模型試驗、離心模型試驗和現(xiàn)場試驗；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 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)加筋土工程河北工業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科畢業(yè)論文 2 的設(shè)計、施工規(guī)范、標準或指南等，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)標準，鐵道部在《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)物設(shè)計規(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)計和第一個加筋構(gòu)筑物是由法國工程師 Henri Vidal 在 20 世紀 60 年代提出并實現(xiàn)的，從此利用抗拉材料作為筋材的加筋土技術(shù)從經(jīng)驗判斷上升到理論設(shè)計階段。土工合成材料中所應(yīng)用的筋材往往廉價易得，