粉煤灰加筋高填路基边坡稳定性分析

摘要

土工格栅具有高强度、低变形、耐腐蚀、与土的相互作用力大等特点，可以作为重要的或永久性结构物使用。粉煤灰自重轻，与土工合成材料的相互作用力大，作为土工结构物的填料可以减轻作用在地基上的堆载、挡土墙上的土压力、边坡的自重应力，同时变废为宝、节省工程造价，又可以避免可能因为开采砂石导致对生态环境的破坏。用粉煤灰作为加固土体的加筋复合体结构迄今研究相对较少，但废弃的粉煤灰的应用前景却相当广泛，尤其是考虑用粉煤灰修建堤坝、路基边坡、支挡结构更具有其深远意义。本文结合海水、淡水养护粉煤灰的强度特性以及土工格栅与填料相互作用的界面特性和加筋机理，依托美国TIACSA咨询公司开发的FLAC岩土工程分析软件对土工格栅加筋粉煤灰路基边坡的稳定性进行分析研究。具体的内容包括: (1)通过对海水湿排粉煤灰、水泥固化粉煤灰的力学特性分析研究，得到了水泥固化海水湿排粉煤灰基本力学性质及指标。研究表明，水泥固化海水湿排粉煤灰具有良好的稳定性和耐久性，拌合固化混合料强度随龄期稳定增长，随水泥掺量增加强度提高。该研究对边坡结构、路基加固及地基处理等工程应用有重要的理论与实践研究价值。 (2)查阅资料，阐述土工格栅与填料相互作用的界面特性和加筋机理。 (3)加筋边坡稳定性分析。依托软件FLAC3D，利用强度折减系数法，分析边坡的稳定性，取得安全系数。为土工格栅加筋粉煤灰路基边坡的广泛应用提供工程依据。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究问题的提出

1．2 选题的目的和意义

1．3 土工格栅及粉煤灰的简介、研究现状

1．3．1 粉煤灰简介及研究现状

1．3．2 土工格栅的简介及研究现状

1．4 土工格栅加筋边坡研究现状

1．4．1 土工格栅加筋土技术

1．4．2 土工格栅加筋土边坡研究现状

1．5 本文的研究内容和技术路线

1．5．1 研究内容

1．5．2 创新点

第2章 海水湿排粉煤灰固化强度特性

2．1 普通粉煤灰的物理化学性质

2．2 海水湿排粉煤灰固化强度特性研究

2．2．1 固化粉煤灰的无侧限抗压强度

2．2．2 粉煤灰固化机理

2．3 固化粉煤灰及纯粉煤灰的三轴试验

2．4 本章小结

第3章 土工格栅的工程特性和加筋机理

3．1 土工格栅的工程特性

3．1．1 强度性能

3．1．2 蠕变性能

3．1．3 耐久性能

3．1．4 抗施工损伤性能

3．2 土工格栅的加筋机理

3．2．1 土工格栅的摩擦加筋机理

3．2．2 土工格栅的准粘聚力加筋理论

3．3 土工格栅与土相互作用界面效应测试

3．3．1 直剪摩擦试验

3．3．2 拉拔摩擦试验

3．3．3 界面剪切特性的影响因素

3．4 小结

第4章 粉煤灰加筋高填路基边坡数值模拟

4．1 FLAC3D概述

4．1．1 基本介绍

4．1．2 FLAC3D的特点

4．2 强度折减法

4．2．1 基本原理

4．2．2 实现过程

4．2．3 模型的建立及相关参数

4．3 边坡数值模拟分析

4．3．1 未加筋粉煤灰路基边坡稳定性分析

4．3．2 土工格栅加筋粉煤灰路基边坡稳定性分析

4．3．3 加筋与未加筋路基边坡对比分析

4．3．4 土工格栅加筋粉煤灰路基边坡高度适应性研究

4．4 土工格栅对高填路基边坡稳定性的影响

4．4．1 土工格栅切平面应力特征

4．4．2 土工格栅界面参数对路基边坡稳定性的影响

4．5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢