塑料土工格柵加固軟基路堤加筋效果的有限元分析

通過有限元軟件ansys對土工格柵加筋路堤進(jìn)行模擬，闡述了加筋土的加筋作用原理。通過一個工程實例分別對不加筋、僅加砂墊層、加一層土工格柵砂墊層、加兩層土工格柵砂墊層四種不同的加筋路堤進(jìn)行了計算。分析了不同加筋方式下加筋土路基豎向位移、側(cè)向位移、豎向應(yīng)力、剪應(yīng)力和筋材拉力的規(guī)律。

在考慮軟土地基的固結(jié)和土體的非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的基礎(chǔ)上,利用有限元的數(shù)值方法對加筋路堤的受力性狀和破壞機(jī)理進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明,加筋可以減少路堤的沉降,以及側(cè)向位移,并能增加路堤的穩(wěn)定性。研究成果對軟土地基的加筋處理有一定的指導(dǎo)意義。

土工格柵加筋作為一種施工手段,使得在非常軟的地基上填筑路堤成為可能,通過將土工格柵埋入填土中,依靠格柵與土體的相互摩擦作用以及格柵網(wǎng)眼所具有的特殊的嵌鎖、咬合作用,限制其上下土體的側(cè)向變形,改變土體中的應(yīng)力應(yīng)變場,增進(jìn)土的強(qiáng)度和韌性,增加軟土路堤的整體穩(wěn)定性,從而可以有效縮短軟土路堤的填筑工期,減少填方量,減少對土地的占用,能夠取得較為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。近年來土工格柵加筋發(fā)展非常快,被廣泛地應(yīng)用于高等級公路、鐵路路堤以及港口的邊坡加固和擋土墻的設(shè)計。

土工格柵加筋作為一種施工手段，使得在非常軟的地基上填筑路堤成為可能，通過將土工格柵埋入填土中。依靠格柵與土體的相互摩擦作用以及格柵網(wǎng)眼所具有的特殊的嵌鎖、咬合作用，限制其匕下土體的側(cè)向變形，改變土體中的應(yīng)力應(yīng)變場，增進(jìn)土的強(qiáng)度和韌性，增加軟土路堤的整體穩(wěn)定性，從而可以有效縮短軟土路堤的填筑工期，減少填方量，減少對土地的占用，能夠取得較為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。近年來土工格柵加筋發(fā)展非?？?，被廣泛地應(yīng)用于高等級公路、鐵路路堤以及港口的邊坡加固和擋土墻的設(shè)計。

通過plaxis有限元模擬,分析了有無加筋、加筋間距、老路基開挖坡度、格柵強(qiáng)度等因素對拓寬路堤的影響。結(jié)果指出:拓寬路堤中采用土工格柵加筋,合理確定加筋間距和強(qiáng)度,可以顯著提高拓寬路堤的穩(wěn)定性；舊路堤的開挖坡度對新路堤的穩(wěn)定性影響不大,在設(shè)計中應(yīng)綜合考慮實際情況予以確定。

采用二維非線性有限元法對軟土地基上的拓寬路堤土工格柵加筋作用和效果進(jìn)行模擬分析。計算中采用一維抗拉單元來模擬土工格柵,采用接觸面單元考慮筋土界面的狀態(tài)非線性。研究土工格柵嵌入老路基長度、格柵設(shè)置層數(shù)對格柵拉力、拓寬路堤不均勻沉降和水平位移的影響。計算結(jié)果表明,格柵嵌入老路基長度越長,拓寬路堤側(cè)向位移和新老路基差異沉降越小,增加格柵層數(shù)并不會顯著減小拓寬路堤的差異沉降。

對不同加筋工況下土工格柵處理加寬路基進(jìn)行有限元分析,并比較了不同加筋長度下路基的差異沉降、側(cè)向變形及穩(wěn)定性,分析結(jié)果表明,路基擴(kuò)建加筋效果與伸入老路的加筋長度有關(guān),從而為海南省軟基路段的舊路擴(kuò)建設(shè)計提供依據(jù)。

在研究路堤填土施工過程和土體的非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的基礎(chǔ)上,建立了土工格柵加筋高路堤邊坡的有限元分析模型,并利用該模型對土工格柵加筋高路堤邊坡的受力情況、位移和破壞機(jī)理進(jìn)行研究,分析土工格柵的長度、剛度以及鋪設(shè)間距等參數(shù)對路堤變形的影響。實驗結(jié)果表明,選擇模量高,延伸率適宜的土工格柵對減少路堤側(cè)向位移和提高高路堤的穩(wěn)定性具有明顯效果;隨著路堤填土高度的增加,每層土工格柵所受拉力的最大峰值逐漸移向路堤內(nèi)部;土工格柵所受的拉力從下往上逐漸減小,最大拉力出現(xiàn)在堤底第2層上;當(dāng)路堤邊坡較陡時(坡率為1∶m,m≤1.0),土工格柵的加筋長度宜取5.5~8m;土工格柵的鋪設(shè)間距宜為60cm。

分別采用膜單元及8結(jié)點塊單元模擬格柵及巖土體。通過編制相應(yīng)的三維有限元程序,對土工格柵拉拔試驗進(jìn)行計算分析,并與相應(yīng)的解析解分析進(jìn)行比較,證明了該模型的正確性及實用性。

四川建筑　第27卷　2007109 塑料土工格柵加筋土加筋機(jī)理研究 楊圣春 1 ,劉　香 1 ,劉傳利 2 ,霍軍帥 2 (11內(nèi)蒙古科技大學(xué)建工學(xué)院,內(nèi)蒙古包頭014010;21西南交大研究生院,四川成都610031) 　　【摘　要】　通過具體的模擬試驗對塑料土工格柵加筋土的加筋機(jī)理進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:塑料 土工格柵的幾何結(jié)構(gòu)特性決定了它與土體之間不僅存在著界面摩擦力,而且還與土顆粒間存在著鑲嵌咬合 力。這兩種作用的存在增強(qiáng)了土體與塑料格柵的相互聯(lián)系,從而提高了塑料土工格柵的接觸效率,使其加筋 效果好于其它加筋材料。 　　【關(guān)鍵詞】　塑料土工格柵;　界面摩擦力;　鑲嵌咬合力 　　【中圖分類號】　u216141+7　　　　　　　　　【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】　b 1　試驗設(shè)備及材料 　　試驗使用土工格柵為山東省泰安市塑料有限公司生產(chǎn) 的t

通過具體的模擬試驗對塑料土工格柵加筋土的加筋機(jī)理進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:塑料土工格柵的幾何結(jié)構(gòu)特性決定了它與土體之間不僅存在著界面摩擦力,而且還與土顆粒間存在著鑲嵌咬合力。這兩種作用的存在增強(qiáng)了土體與塑料格柵的相互聯(lián)系,從而提高了塑料土工格柵的接觸效率,使其加筋效果好于其它加筋材料。

土工格柵是一種常用的路堤加筋材料,可有效地減少路堤沉降和側(cè)向位移。超載預(yù)壓排水固結(jié)是常用的地基處理方法。采用dp模型模擬土體的非線性、面—面接觸單元考慮筋、土界面的非線性,并由若干個桁架單元通過在與土接觸點處鉸接連接來模擬土工格柵,通過有限元程序分析了加筋前后高路堤的豎向位移和側(cè)向位移。從計算結(jié)果顯示出,對于填筑高度在10~15m左右的高路堤,加筋路堤能有效減少豎向位移20%,減少側(cè)向位移50%,并較填筑高度為5m左右的加筋路堤對減少路堤豎向位移與水平位移的效果顯著。分析結(jié)果與實測結(jié)果基本吻合。

介紹塑料土工格柵的生產(chǎn)設(shè)備、原材料配方、生產(chǎn)工藝流程、工藝控制要點、產(chǎn)品性能指標(biāo)和應(yīng)用。

介紹塑料土工格柵的特點以及塑料土工格柵加筋土擋土墻的結(jié)構(gòu)組成,從此種結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性出發(fā),建立有限元計算模型,將整個結(jié)構(gòu)劃分為土體單元、筋材單元和接觸單元,用分離式有限元法對加筋土擋土墻進(jìn)行計算分析。結(jié)果表明,此方法是合理的。

土工格柵加固淺層軟土地基的有限元分析——為了評價土工格柵加固淺層軟土地基的效果，對公路軟土地基穩(wěn)定性進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測，通過試驗確定土和格柵的計算參數(shù)；運用有限元理論，研究淺層軟土地基在分級加載情況下的穩(wěn)定性，并分析格柵加筋效果的影響因素。結(jié)果表明...

為了評價土工格柵加固淺層軟土地基的效果,對公路軟土地基穩(wěn)定性進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)測,通過試驗確定土和格柵的計算參數(shù);運用有限元理論,研究淺層軟土地基在分級加載情況下的穩(wěn)定性,并分析格柵加筋效果的影響因素。結(jié)果表明:理論計算的側(cè)向位移值和豎向位移值與現(xiàn)場觀測結(jié)果基本吻合;鋪設(shè)格柵能有效地控制軟土地基的側(cè)向位移,而對減少路堤的豎向位移效果不明顯;隨著路堤填土的增加,土工格柵的拉力逐漸增加,并且格柵拉力的峰值有逐漸向路基中線方向移動的趨勢;加筋模量增大,格柵對坡腳下各點側(cè)向位移的約束作用增強(qiáng),對路堤底部沉降的變化沒有影響;鋪設(shè)多層格柵比鋪設(shè)1層處理效果好,但不顯著;如果只鋪設(shè)1層土工格柵,那么在軟土地基表面鋪設(shè)對側(cè)向位移約束的效果最好。

分析塑料土工格柵的一般性能及蠕變特性,介紹塑料土工格柵在軟地基加固、路面處理、加筋擋土墻及護(hù)岸墻、邊坡防護(hù)、不同沉降量基礎(chǔ)間的過渡處理及水土流失治理等巖土工程中的應(yīng)用,指出我國在塑料土工格柵研究上存在的問題,并展望塑料土工格柵的應(yīng)用前景。

目前,公路工程中遇到軟土地基的情況時有發(fā)生,土工格柵以其良好的物理力學(xué)性能,正越來越廣泛地被采用。結(jié)合國道107線河南境內(nèi)的一段工程改建中應(yīng)用土工格柵處理軟基的實例,分析了土工格柵的加固效果

在考慮軟土地基的固結(jié)和一體的非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用有限元的數(shù)值方法對加筋路堤的受力性狀和破壞機(jī)理進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，加筋可以減少路堤的均勻和不均勻沉降，并能增加路堤的穩(wěn)定性。

結(jié)合具體的工程對土工格柵加固路基的工作效果做進(jìn)一步深入系統(tǒng)的研究,為合理運用土工格柵加固軟土地基的設(shè)計、施工提供理論依據(jù)是非常必要的,將有限元分析引入到土工格柵加固軟土地基的設(shè)計當(dāng)中,可以較好解決實際工程中遇到的問題。

綜述了塑料土工格柵的生產(chǎn)開發(fā)進(jìn)展,著重介紹了塑料土工格柵原料(聚丙烯、聚乙烯)、生產(chǎn)工藝、性能指標(biāo)、生產(chǎn)企業(yè),并提出了我國加快塑料土工格柵生產(chǎn)開發(fā)的建議

雙向拉伸塑料土工格柵 一、什么138是0538雙向6956拉伸塑料土工格柵： 雙向拉伸塑料土工格柵是以聚丙烯（pp）或聚乙烯（pe）為原料， 經(jīng)塑化擠出板材、沖孔、加熱、縱向拉伸、橫向拉伸而成。 二、雙向拉伸塑料土工格柵有什么特性： 雙向拉伸塑料土工格柵在縱向和橫向上都具有很大的拉伸強(qiáng)度，這種 結(jié)構(gòu)在土壤中能夠提供一個更為有效的力的承擔(dān)和擴(kuò)散的理想連鎖系統(tǒng)，適應(yīng)于 大面積永久性承載的地基補(bǔ)強(qiáng)。 三、雙向拉伸塑料土工格柵的工程應(yīng)用： 適用于各種堤壩和路基補(bǔ)強(qiáng)、邊坡防護(hù)、洞壁補(bǔ)強(qiáng)，大型機(jī)場、停車 場、碼頭貨場等永久性承載的地基補(bǔ)強(qiáng)。 1.增大路（地）基的承載力，延長路（地）基的使用壽命。 2.防止路（地）面塌陷或產(chǎn)生裂紋，保持地面美觀整齊。 3.施工方便，省時，省力，縮短工期，減少維修費用。 4.防止涵洞產(chǎn)生裂紋。 5.增強(qiáng)土坡，防止水土流失。 6.減少墊層厚度，