土工格栅加筋粗粒土路基边坡稳性分析方法研究

摘要

理论研究和工程实践都表明土工格栅加筋粗粒土不仅强度高、刚度大，而且有良好的抗震性能。新疆地区粗粒土分布广泛，许多公路都采用粗粒土填筑，同时新疆又是地震多发区，所以很适合推广土工格栅加筋路基。为了促进这项推广工作，有必要对土工格栅加筋粗粒土路基边坡的稳定性分析方法进行广泛深入的研究，这样才能确定合适的设计计算方法。为此，本文主要研究了以下内容： （1）评述目前普遍采用的极限平衡法，分析并比较了国内外加筋土设计规范中有关加筋土边坡稳定性评价方法的异同； （2）研究一般强度折减法、双强度折减法和动态强度折减法用于分析加筋土坡的适用性； （3）加筋影响带理论研究，包括以观测加筋影响带为目的的土工格栅粗粒土拉拔试验和影响带形成机制的数值模拟，在此基础上提出了考虑加筋影响带的土工格栅加筋粗粒土坡稳定性分析方法——影响带法； （4）对影响加筋土坡稳定性的主要因素做了敏感性分析，以为合理设计土工格栅加筋粗粒土路基边坡提供指导。 通过以上研究，得到以下主要结论： （1）在新的方法还不成熟之时，采用极限平衡法分析土工格栅加筋粗粒土坡的稳定性仍是目前的合适选择。但由于它不能反映筋-土相互作用的内在机理，其计算结果往往偏于保守。 （2）强度折减法与极限平衡法计算出的加筋粗粒土坡安全系数相近，两种方法确定的最危险滑动面基本一致。 （3）试验表明加筋影响带确实存在，土工格栅加筋粗粒土的加筋影响带厚度与土粒平均粒径d50呈近似分段线性关系。 （4）本文提出的影响带法既考虑了筋-土的相互作用机理，同时又使传统极限平衡法得到了简化。采用该法计算的土工格栅加筋粗粒土坡安全系数比极限平衡法大10%左右，可能更符合实际情况，但影响带法所依赖的影响带厚度的确定方法还有待更广泛深入的研究。 （5）加筋密度与加筋土坡的安全系数有直接的相关关系，可采用加筋密度作为反映筋材间距和筋材抗拉强度对加筋土坡安全系数影响的综合指标。 （6）加筋土坡稳定性的主要影响因素按其影响程度的高低依次为：土的内摩擦角?、坡高H、坡率m、加筋密度t和土的黏聚力c。

目录

声明

第 1 章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容和技术路线

第 2 章 加筋边坡稳定性分析方法综述

2.1极限平衡法

2.2其他方法

第 3 章 强度折减法分析加筋粗粒土坡的稳定性

3.1强度折减法

3.2双强度折减法

3.3动态强度折减法

第 4 章 加筋影响带及考虑影响带的粗粒土坡稳定性分析方法

4.1加筋影响带的理论背景

4.2加筋影响带观测试验

4.3加筋影响带的颗粒流数值模拟

4.4加筋土双轴试验模拟

4.5考虑影响带的加筋粗粒土边坡稳定性分析方法

第 5 章 加筋粗粒土边坡稳定性主要影响因素分析

5.1加筋密度的概念

5.2筋材长度对安全系数的影响

5.3加筋土坡安全系数主要影响因素的敏感性分析

第 6 章 土工格栅加筋粗粒土路堤设计案例及分析

6.1工程概况

6.2计算结果

第 7 章 结论与展望

7.1结论

7.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间科研成果

附录A