土工格栅加固土体的受力变形

摘要

本文在总结和阐述前人对于格栅加筋试验、计算方法的基础上，采用拉拔模型试验、有限元模拟、理论推导对格栅的极限拉拔荷载展开了初步的研究。 首先，总结了格栅的工程应用和研究现状，介绍了国内外学者在格栅加筋方面取得的成果。论证了进行研究工作的必要性。 其次，进行了不同上覆压力不同长度格栅的拉拔模型试验；记录了拉拔过程中试验箱前壁上的土压力变化，定性分析了“挤压效应”对极限拉拔荷载的影响；同样的上覆压力下，“挤压效应”对极限拉拔荷载的影响是相等的，通过不同长度格栅的极限拉拔荷载差值来消除“挤压效应”带来的误差；通过不同横肋数目格栅的拉拔试验，获得了横肋上的极限阻力。 另外，用平面应变有限元程序模拟单根横肋在土中受水平拉力作用，土体的弹性模量和泊松比对横肋极限阻力的影响很小，内摩擦角和上覆压力对极限阻力影响较大。提出了横肋极限阻力的计算公式，并且与试验数据进行了对比验证。 然后，用Prandtl解分析了单根横肋在土中的受力，得出横肋横向极限阻力的理论公式，与前人的公式进行了对比分析。土体的粘聚力对横肋极限阻力的影响很小，计算时可以忽略。 最后，提出了格栅与土之间摩阻力的计算方法，最终提出了计算格栅极限拉拔荷载的公式。根据计算的结果，摩阻力占极限拉拔荷载的比例较小。公式的计算值和试验值相差不大。 格栅的极限拉拔荷载作为一个重要的参数，通常从拉拔试验中获得。拉拔荷载由格栅表面的摩阻力和横肋上的阻力共同承担。本文通过有限元模拟的结果拟合了横肋上极限阻力的计算公式，提出格栅与土之间摩阻力的计算方法之后，最终获得了格栅极限拉拔荷载的公式。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1问题的提出

1.1.1土工格栅介绍

1.1.2研究的意义

1.2土工格栅加固土体问题的研究现状

1.2.1试验研究

1.2.2有限元方法

1.2.3其他研究

1.3本文的主要工作

第二章土工格栅拉拔模型试验研究

2.1引言

2.2拉拔模型试验

2.2.1拉拔模型试验的影响因素

2.2.2改进拉拔试验的措施

2.2.3本文采用的拉拔模型试验设备

2.2.4试验步骤及土料基本参数的确定

2.3试验成果分析

2.4小结

第三章有限元模拟土工格栅横肋的横向阻力

3.1引言

3.2横向阻力的有限元分析

3.2.1有限元建模

3.2.2格栅横肋横向极限阻力的影响因素分析

3.3格栅横向极限阻力公式的提出和验证

3.3.1公式的提出

3.3.2公式的验证

3.4土体粘聚力对横肋横向极限阻力的影响

3.5小结

第四章格栅横肋横向极限阻力的Prandtl解

4.1引言

4.2横肋在土中的受力分析

4.2.1横肋横向极限阻力的Prandtl解

4.2.2横肋横向极限阻力的Prandtl解的讨论

4.2.3其他学者的横向极限阻力公式

4.2.4各种横向极限阻力公式的比较

4.3考虑土体粘聚力对横向极限阻力的影响

4.4小结

第五章土工格栅的极限拉拔荷载

5.1引言

5.2土与格栅表面的摩阻力

5.3格栅的极限拉拔荷载公式的提出和验证

5.3.1拉拔极限荷载

5.3.2公式的验证

5.4小结

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢