臺階式高邊坡加筋土擋墻變形特征的有限元分析.pdf

1、加筋土結(jié)構(gòu)由于性能優(yōu)良在巖土工程中得到了廣泛應(yīng)用。隨著國家對中西部黃土高原地區(qū)的戰(zhàn)略開發(fā)，中西部廣大地區(qū)的建設(shè)得到了空前的發(fā)展，但是由于區(qū)域內(nèi)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，一些大型工業(yè)場地在建設(shè)過程中遇到深切高填的現(xiàn)象十分普遍，為獲得平整場地時常需要修建高填方邊坡。在特殊地形條件下，相比于大開挖、大回填的傳統(tǒng)設(shè)計施工方法，臺階式加筋土擋墻便成為一種更為有效的結(jié)構(gòu)形式，但是針對該類工程，國內(nèi)目前還未有明確的設(shè)計方法，且規(guī)范僅限于直立式加筋土擋墻，對墻面

2、板仰角對結(jié)構(gòu)的影響并未涉及。在加筋土擋墻高度日益增加的情況下，直立式加筋土擋墻結(jié)構(gòu)顯然已不能滿足設(shè)計需要，面板仰角對其的影響作用便不可忽視。為完善現(xiàn)有的臺階式加筋土擋墻設(shè)計理論，滿足加筋土高擋墻的穩(wěn)定性要求，本文以實際工程為依托，利用數(shù)值模擬軟件Ansys，建立加筋土擋墻的有限元二維模型，考慮不同面板仰角的加筋土擋墻構(gòu)造，分析和研究其結(jié)構(gòu)特性及受力變形情況。所做工作如下：
　?。?）簡述加筋土技術(shù)發(fā)展進程，總結(jié)近年來加筋土擋墻試驗

3、研究現(xiàn)狀與有限元研究現(xiàn)狀，綜合介紹加筋土結(jié)構(gòu)的加筋作用機理與破壞模式。
　?。?）根據(jù)加筋土擋墻的結(jié)構(gòu)特點選取合適的填土、墻面板、筋材本構(gòu)模型及其單元類型并且通過引入筋-土、土-面板界面反映單元建立加筋土擋墻有限元模型。
　?。?）從加筋土擋墻墻面水平及豎向位移，墻頂、底沉情況，基底豎向應(yīng)力、格柵拉力等方面對數(shù)值模擬結(jié)果進行分析。研究表明：當(dāng)加筋土擋墻面板仰角由90°減小到53.1°時，擋墻墻面變形情況在面板仰角為75.9°

4、時產(chǎn)生了較大的突變，逐漸從外凸曲線向線性分布的方式過渡，墻面“鼓肚”現(xiàn)象趨于消失；對比加筋土擋墻的水平和豎向位移云圖可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)改變加筋土擋墻面板仰角時，擋墻的水平位移發(fā)生了較大的突變，而擋墻的豎向位移則變化并不是很明顯，說明了加筋作用可以抑制加筋土擋墻的水平位移，但并不能有效調(diào)控擋墻的豎向位移；比較計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，4種工況下的墻頂、底處面板與填土之間不存在明顯的差異沉降，可避免加筋土擋墻因差異沉降過大導(dǎo)致的破壞，說明臺階式加筋土擋墻的結(jié)

5、構(gòu)設(shè)計較為合理，計算結(jié)果可在實際工程中作為借鑒；在加筋土擋墻結(jié)構(gòu)中，加筋體可以有效減少加筋土擋墻的豎向地基應(yīng)力，隨著面板仰角的變小，墻趾處的應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯減弱，而且使得基底的整體受壓情況得到了改善；加筋土擋墻的潛在破裂面形狀近似于對數(shù)螺旋線型曲線，有限元計算結(jié)果得到的加筋土擋墻潛在破裂面與根據(jù)極限平衡理論計算出的簡化潛在破裂面相比，有限元法計算得到的破裂面整體向加筋體內(nèi)側(cè)移動。
　?。?）以實際臺階式加筋土擋墻工程為依托，從減小