基于PFC的樁承式路堤土拱效應研究.pdf

1、目前,對于樁承式土拱效應機理的研究,還只局限于宏觀層面,對于微觀層面的顆粒運動、受力、相互作用研究較少。巖土體是碎散狀的顆粒體,從微觀層面研究其作用機理是很有必要的。
　　本文以軟土地區(qū)樁承式路堤為研究對象?；陔x散單元法,對樁承式路堤土拱效應進行模擬。從作用機理與實際應用兩方面入手,研究樁承式路堤土拱效應。將路堤土體視為離散的顆粒體,利用PFC(Particle flow code)軟件模擬模型試驗,對樁承式路堤土拱效應機理,進

2、行了深入的分析;同時以江蘇某地樁承式路堤現(xiàn)場試驗為基礎,模擬樁、土體參數(shù)改變情況下,樁承式路堤土拱效應的響應。主要工作內(nèi)容如下:
　　本文首先對樁承式路堤平面土拱模型試驗進行模擬,建立PFC模擬模型。重點分析土體成拱過程中的力鏈分布、孔隙率變化、配位數(shù)變化以及顆粒的平動與轉(zhuǎn)動。結(jié)果顯示:①土拱形成過程中,孔隙率不斷變化,有時會發(fā)生突變。②隨著樁土相對位移的增加,顆粒配位數(shù)波動較大,驗證土拱不斷破壞又不斷形成的過程。③顆粒平動中,剪

3、切帶發(fā)生偏轉(zhuǎn),且剪切帶處的土體平動位移,大于路堤其它部分土體,剪切帶在路堤中呈現(xiàn)倒“V”形。不同填土高度的路堤,豎向位移不相同,形成不完整拱的路堤表面出現(xiàn)蘑菇狀隆起。④顆粒轉(zhuǎn)動中,平均轉(zhuǎn)動率云圖顯示樁梁處路堤顆粒轉(zhuǎn)動差異明顯,隨著樁土相對位移增大,顆粒轉(zhuǎn)動水平基本不變。顆粒接觸法向量發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn),逐漸發(fā)展成拱形。
　　樁承式路堤土拱效應,不僅與路堤有關(guān),還與復合路基存在密切聯(lián)系。本文機理研究之后,模擬工程實踐,從機理的角度研究實際