風(fēng)積砂包裹式加筋擋土墻的工程特性研究.pdf

1、我國(guó)沙漠地區(qū)建筑材料十分匱乏,但是擁有豐富的風(fēng)積砂。以風(fēng)積砂作為填土材料不但取材非常方便,而且還可以很大程度地降低工程的成本。但是風(fēng)積砂具有顆粒級(jí)配不良、保水性差、壓實(shí)困難、抗剪強(qiáng)度低等缺點(diǎn),如何提高風(fēng)積砂的承載力以及對(duì)風(fēng)積砂的壓實(shí)機(jī)理的研究是當(dāng)前公路建設(shè)中迫切需要解決的問(wèn)題。鑒于此,本文對(duì)內(nèi)蒙古響沙灣地區(qū)的風(fēng)積砂進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,建立了包裹式加筋擋土墻模型,并利用有限元軟件ANSYS對(duì)所建的實(shí)體模型進(jìn)行了模擬分析。本文主要研究?jī)?nèi)容包括

2、:
　　1.針對(duì)內(nèi)蒙古響沙灣地區(qū)的風(fēng)積砂特點(diǎn)進(jìn)行了取樣研究,確定了風(fēng)積砂的天然含水量、顆粒級(jí)配曲線、最大干密度、最優(yōu)含水量等指標(biāo)。并對(duì)風(fēng)積砂在加水潤(rùn)濕壓實(shí)狀態(tài)下和天然狀態(tài)下分別進(jìn)行直剪試驗(yàn),測(cè)定風(fēng)積砂的粘聚力和內(nèi)摩擦角,并進(jìn)行了對(duì)比分析。
　　2.在已測(cè)得風(fēng)積砂各項(xiàng)指標(biāo)的基礎(chǔ)上,測(cè)定土工布和風(fēng)積砂之間的摩擦系數(shù)。根據(jù)摩擦原理做一個(gè)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ拖?將與土工布接觸上下兩側(cè)風(fēng)積砂壓實(shí),測(cè)定土工布被拉出去所需拉力,并根據(jù)土工布與風(fēng)積砂

3、的接觸面積計(jì)算每層的摩擦系數(shù),通過(guò)改變風(fēng)積砂的頂部壓力和土工布的長(zhǎng)度及與風(fēng)積砂的接觸面積多次測(cè)量并計(jì)算摩擦系數(shù),最后取其平均值。
　　3.比較風(fēng)積砂在包裹前后的承載能力變化。在包裹式加筋擋土墻模型周圍三邊的墻體砌好后,分別對(duì)風(fēng)積砂進(jìn)行包裹后分層壓實(shí)和未包裹分層壓實(shí)。根據(jù)平板載荷試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟測(cè)定復(fù)合材料的承載力,并且測(cè)定風(fēng)積砂在未包裹狀態(tài)下的承載力。通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)及荷載與沉降量的p-s曲線,分析并計(jì)算包裹前后風(fēng)積砂的承載能力的變化。

4、
　　4.確定土工布的反包長(zhǎng)度及確定包裹層厚度及碾壓遍數(shù)。根據(jù)側(cè)向土壓力的計(jì)算公式和摩擦實(shí)驗(yàn)測(cè)定土工布與風(fēng)積砂的摩擦系數(shù),得到土工布的反包長(zhǎng)度計(jì)算公式。然后分別對(duì)30cm、40cm、50cm的松鋪厚度的風(fēng)積砂進(jìn)行壓實(shí),并檢測(cè)壓實(shí)效果,以確定合理的松鋪厚度及碾壓遍數(shù)。
　　5.最后對(duì)所建立的實(shí)體擋土墻模型進(jìn)行大面積堆載,并觀測(cè)其側(cè)向位移變化。利用ANSYS有限元軟件進(jìn)行建模分析,并將有限元計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果基本吻

5、合。并比較風(fēng)積砂包裹前后模型的豎向位移和側(cè)向位移的變化,結(jié)果表明包裹后擋土墻側(cè)向位移與豎向位移均變小,且側(cè)向位移變化更明顯;包裹式加筋擋土墻在自重作用下的最大側(cè)向位移一般分布在擋土墻高度的2/3處,且側(cè)向位移自最大位移處向上面和下面有逐漸減小的趨勢(shì),擋土墻外端的最小側(cè)向位移分布在擋土墻的最低端;從各層拉筋的最大拉應(yīng)力點(diǎn)連線可以看出包裹式加筋擋土墻的破壞界面或潛在的滑移界面形狀,近似符合0.3H型;最后對(duì)干濕風(fēng)積砂對(duì)擋土墻側(cè)向位移的不同影