土工砂袋變形與受力特性研究.pdf

1、在灘涂圍墾、河海岸保護及港口建設等領域，土工布充砂袋技術應用越來越廣泛，但是在實際的土工布充砂袋工程中，主要是依賴于諸多砂袋工程實踐所總結出來的經驗，設計過程也忽略了很多參數的影響。為了給土工管袋充填過程提供理論指導，針對目前研究中存在的一些不足，論文進行了以下方面的研究：
　　 (1)設置兩個對比模型試驗，模型中袋體的截面形式不同，但是袋體截面周長相同，過程中充填相同種類相同重量的干砂，測量袋體在自重作用下所形成的形狀及張力分

2、布。驗結果表明，在自重作用下，形成一個弧形砂袋形狀，砂袋的形狀及張力對比分析，兩種不同初始形態(tài)的砂袋，最終都能形成一個相同的穩(wěn)定狀態(tài)，且袋體張力分布趨勢基本相同，最大張力也基本相同，驗證了對于截面周長相同的土工砂袋在不同初始狀態(tài)下最終可以形成同一形狀與力學狀態(tài)。
　　 (2)假設作用在土工袋內壁的的壓力為靜止土壓力，引入薄膜理論，考慮土工布與顆粒的摩擦效應，對穩(wěn)定狀態(tài)后的袋體形狀以及受力特性進行理論推導，并且分析摩擦效應強弱及側

3、壓力系數大小對袋體特性的影響。結果表明，摩擦效應對土工砂袋的相關特性影響很大，不可忽略不計，在其他條件不變的情況下，摩擦系數越大，土工砂袋的最大張力越大，袋體越趨近于扁平形狀。袋體最大張力是隨著側壓力系數的增大而增大，但是袋體的形狀對側壓力系數的敏感度很低，即側壓力系數對袋體的形狀幾乎不產生影響。
　　 (3)將離散元方法引入到土工砂袋的研究過程中，對離散元程序PFC2D在土工布充砂袋應用的相關參數進行研究標定，模擬第二章中的模

4、型試驗，從數值模擬的角度驗證了砂袋穩(wěn)態(tài)的正確性，并對砂袋上部施加均布荷載及兩個砂袋堆疊兩種工況進行模擬，得出砂袋形態(tài)及張力的分布特點，找出砂袋工程中薄弱點在兩層袋體分離點處，并且在砂袋堆疊模擬中發(fā)現，上部袋體位置對袋體特性的影響顯著。
　　 論文創(chuàng)新點在于考慮從穩(wěn)態(tài)的角度對干砂土工袋進行了試驗、理論及數值模擬的分析，在理論推導時引入了摩擦系數及側壓力系數的計算方法，并將離散元的基本方法應用在土工砂袋中，使得本文結論的驗證更為有力