雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻設(shè)計理論與試驗研究.pdf

1、雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)作為一種新型加筋材料，2005年以來廣泛應(yīng)用于國內(nèi)水利、公路、鐵路、市政等行業(yè)的各類加筋支擋結(jié)構(gòu)中，取得了良好的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益。近30年來美國、意大利、泰國等學(xué)者開展了一系列研究工作，但雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)作為加筋材料的加筋機理、筋土界面特性、動力響應(yīng)等關(guān)鍵問題的研究較少或尚未涉及，國內(nèi)的研究更是空白。雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻的理論研究遠滯后于工程實踐。
　　 本文在湖南省交通科技項目“高速公路新型加筋

2、土結(jié)構(gòu)技術(shù)研究與示范工程”(200612)的資助下，以湖南省湘潭至衡陽西線高速公路加筋土擋墻工程為依托，對雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)進行了筋材拉伸試驗、拉拔試驗、加筋紅砂巖粗粒土擋墻的承載力模型試驗、疲勞特性模型試驗、水平抗震性能模型試驗以及大量現(xiàn)場試驗，采用理論分析、室內(nèi)外試驗和數(shù)值分析相結(jié)合的方法，對雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻的計算理論和設(shè)計方法進行了系統(tǒng)研究，取得了如下創(chuàng)新性成果：
　　 1.通過不同法向壓力作用下的拉拔試驗，研

3、究了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)與紅砂巖粗粒土的界面特性，提出了基于剪切剛度的筋-土界面關(guān)系冪函數(shù)模型，修正了FLAC3D中Geogrid單元的界面關(guān)系，為工程設(shè)計提供了相關(guān)參數(shù)。
　　 2.通過不同含水量(14％、17％、飽和)和不同加筋層數(shù)(不加筋、加筋2層、加筋3層)的粗粒土三軸試驗，分析了加筋雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)對紅砂巖粗粒土抗剪強度的影響、含水量對加筋效果的影響，系統(tǒng)研究了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)的加筋機理，建立了加筋土彈性非線性本構(gòu)方

4、程。
　　 3.系統(tǒng)研究了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻穩(wěn)定特性。在原型試驗基礎(chǔ)上，采用FLAC3D對影響潛在破裂面形狀和位置的相關(guān)因素進行了模擬分析，提出了適用于工程設(shè)計的雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋擋墻的改進雙折線內(nèi)部破裂面，推導(dǎo)了相應(yīng)的穩(wěn)定計算公式。
　　 4.提出了適合任意土質(zhì)、任意墻背傾角、任意填料傾斜面的加筋土擋墻墻背主動土壓力非線性分布的通用公式，提高了計算精度，滿足了工程設(shè)計需要。
　　 5.通過雙絞合六

5、邊形鋼絲網(wǎng)加筋紅砂巖粗粒土擋墻的承載力模型試驗、疲勞特性模型試驗和水平抗震性能模型試驗，研究了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻在復(fù)雜動力作用下的結(jié)構(gòu)特性。
　　 6.針對國內(nèi)加筋土擋墻工程設(shè)計的現(xiàn)狀，提出了基于極限平衡理論、可靠性分析和數(shù)值分析的雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻的計算與設(shè)計方法，研究了地震荷載作用、膨脹土填料的加筋土擋墻設(shè)計方法，并成功應(yīng)用于實際工程。
　　 7.為優(yōu)化工程設(shè)計，降低工程造價，提出了雙絞合六邊形鋼

6、絲網(wǎng)+土工格柵復(fù)合加筋擋墻的結(jié)構(gòu)模式。通過模型試驗和數(shù)值分析，研究了復(fù)合加筋擋墻的結(jié)構(gòu)特性。
　　 8.通過數(shù)值模擬對均勻加筋、分組加筋、交替加筋、混合加筋等多種復(fù)合加筋方式進行了深入的研究，提出了最優(yōu)加筋方式。
　　 9.在湖南省湘潭至衡陽西線高速公路第12合同段K124+340～K124+895成功修建了我國第一座高速公路加筋格賓擋土墻，并進行了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻的現(xiàn)場試驗，研究了擋墻內(nèi)豎向土壓力、水平土壓