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生態型加筋石籠網擋墻是發展的一種新形式

作者:聯闊石籠網廠 來源:原創 更新時間:2016-6-26 11:03:12 瀏覽:35039次 
內容提要:生態型加筋石籠網擋墻是集現代加筋石籠網技術與植被護坡技術于一體的新型支擋結構,在實際工程中得到越來越廣泛的應用。柔性生態型加筋石籠網結構是加筋石籠網結構發展的一種新形式,不僅具有加筋石籠網結構的優點,...

生態型加筋石籠網擋墻是集現代加筋石籠網技術與植被護坡技術于一體的新型支擋結構,在實際工程中得到越來越廣泛的應用。柔性生態型加筋石籠網結構是加筋石籠網結構發展的一種新形式,不僅具有加筋石籠網結構的優點,而且柔性面墻還具有生態功能。生態型加筋石籠網擋墻的相關研究很少,設計時也是套用傳統加筋石籠網擋墻的相關理論與方法,使得理論研究落后于工程實踐,制約了生態型加筋石籠網擋墻的推廣。


加筋石籠網

聯闊石籠網主要針對雙絞合六邊形鋼絲網格賓擋墻和土工格柵包生態袋柔性生態型加筋石籠網結構等進行研究。在浙江省交通科技項目“柔性生態在高速公路中的應用專題研究”、湖南省交通科技項目“高速公路新型加筋石籠網結構技術研究與示范工程”和國家自然科學基金“高速鐵路路基長期動力穩定性評價方法研究”的資助下,作者及其科研團隊以紹諸高速公路、黃衢高速公路、潭衡陽西線高速公路柔性生態擋墻等為依托工程,以加筋格賓擋墻、綠色加筋格賓擋墻和土工格柵包生態袋加筋石籠網擋墻為代表,通過理論分析、室內外試驗研究和數值模擬,對柔性生態型加筋石籠網結構的筋材進行了拉伸試驗、耐久性試驗、在填土中的拉拔試驗;加筋紅砂巖粗粒土三軸試驗;紅砂巖路堤原位推剪試驗;柔性生態型加筋石籠網結構在交通荷載作用下的動、靜力特性,疲勞特性,水平抗震性能模型試驗;對施工現場進行了長期的監測,獲得了大量的監測數據。在此基礎上,采用理論分析和數值分析相結合的方法,對柔性生態型擋土結構的結構特性、疲勞特性、抗震性能及計算理論和設計方法進行了系統的研究,取得了如下主要研究成果:

(1)通過不同筋材加筋石籠網的直剪試驗和拉拔試驗,對加筋石籠網的加筋機理和筋土界面關系進行研究,分析了平面網狀筋材的加筋特點,獲得含水量、加筋間距對加筋石籠網抗剪強度影響的計算公式、黏土與不同筋材間的摩擦系數,為工程設計提供了參數,并基于拉拔試驗成果提出筋土界面關系的冪函數模型。

(2)對紅砂巖路堤進行大尺寸原位推剪試驗,分析紅砂巖粗粒土在推剪力作用下的變形特性、力學特性以及破壞特征;并以極限平衡為理論基礎,推導在考慮三維滑動面時路堤填料強度參數的計算公式。

(3)以雙絞合六邊形鋼絲網和土工格柵為筋材,以紅砂巖為填料,進行了一系列粗粒土三軸試驗。研究了加筋紅砂巖粗粒土強度和應力-應變特性;分析了紅砂巖加筋粗粒土的宏觀力學機理;并引人強度參數分析加筋效果,探討土的含水量和壓實度、加筋層數等對加筋紅砂巖粗粒土力學特性和變形的影響;建立了加筋石籠網彈性非線性本構方程。

(4)以PFC3D程序和離散顆粒流理論為研究平臺,建立格賓網加筋紅砂巖粗粒土顆粒流數值模型,以粗粒土三軸試驗、筋材拉伸試驗及拉拔試驗等為基礎,校正顆粒流模型的細觀力學參數,研究加筋紅砂巖粗粒土細觀加筋機理和細觀力學特性,分析圍壓和加筋層數等對其細觀力學特性的影響,并獲得不同應變階段加筋紅砂巖粗粒土顆粒位移場分布特性和內部剪切帶發展規律。

(5)通過模型試驗研究了不同工況(普通工況、半填半挖工況)、不同結構(綠色加筋格賓擋墻和土工格柵包生態袋加筋石籠網擋墻)的生態型加筋石籠網擋墻在交通重復荷載作用下的動力特性,獲得不同荷載幅值、頻率和加載次數下生態型加筋石籠網擋墻不同部位的加速度、動土壓力響應規律,擋墻的豎向和水平向變形的累積變形規律以及筋材累積拉應變增長規律。

(6)通過模型試驗和數值分析研究了不同工況、不同結構形式的生態型加筋石籠網擋墻的靜力特性,獲得生態型加筋石籠網擋墻的變形規律、筋帶應變的分布與發展規律、極限承載力、擋墻的失穩破壞方式。

(7)通過疲勞特性模型試驗,對柔性生態型加筋石籠網擋墻在重復荷載作用下的動力特性進行探討;利用相似原理,對柔性生態型加筋石籠網擋墻在重復荷載作用下的動態響應進行室內模型試驗,得出柔性生態型加筋石籠網擋墻在動力荷載作用下動態響應特性;運用疲勞壽命分析理論,對柔性生態加筋擋土結構墻的壽命進行了分析。

(8)利用相似設計原理,對柔性生態型加筋石籠網擋墻在地震荷載作用下的地震響應進行室內模型試驗,得出柔性生態型加筋石籠網擋墻在地震荷載作用下地震響應特性;利用Newmark“滑動模型”理論,對柔性生態加筋石籠網擋墻的動土壓力、加速度、隨機位移反應進行了分析;并利用FLAC3D動力分析模塊,進行柔性生態型加筋石籠網結構的抗震性能數值分析;同時,系統分析結構材料參數以及地震動參數變化對擋墻動力響應的影響。

(9)在對土工合成材料耐久性損傷規律進行研究的基礎上,分析了加筋石籠網擋墻耐久性的主要影響因素,并基于筋材應變控制和加筋石籠網結構側向變形控制兩個角度提出加筋石籠網結構耐久性評估準則,建立了加筋石籠網結構壽命預測方法。

(10)基于塑性極限分析的上限法理論,分析了普通工況和半填半挖工況生態型加筋石籠網擋墻的破壞失穩機制,獲得兩種工況生態型加筋石籠網擋墻的承載能力計算公式。

(11)基于結構系統可靠性理論,建立了加筋石籠網擋墻在不同失效模式下的極限狀態方程,分析了各失效模式之間的邏輯關系,提出加筋石籠網擋墻結構系統可靠度計算方法,并進行了實例分析。
(12)提出加筋石籠網結構穩定性分析的點安全系數法,推導了巖土體、筋材和筋土界面的點安全系數計算公式,建立了筋材的抗拉、抗拔安全系數計算方法,給出點安全系數法在FLAC3D*實現的步驟和FISH命令,并進行了實例分析。

(13)對以紹諸高速公路、黃衢高速公路、潭衡陽西線高速公路柔性生態擋墻試驗段進行系統的監測,得到柔性生態型擋墻墻面變形、墻后土壓力分布、格賓網拉筋變形等規律。以FLAC3D為研究工具,建立格賓石籠面墻、土、格賓網以及接觸面的三維耦合數值模型,對影響擋墻受力和變形的主要參數進行數值仿真與優化分析。

缅甸玉和国际(14)針對國內加筋石籠網擋墻工程設計的現狀,提出基于極限平衡理論、可靠性分析和數值分析的雙絞合六邊形鋼絲網加筋石籠網擋墻的計算與設計方法,研究了地震荷載作用、膨脹土填料的加筋石籠網擋墻設計方法,并成功應用于實際工程。

隨著高速公路的跨越式發展,加筋石籠網的研究也日新月異,柔性生態型加筋石籠網問題涉及面廣、內容豐富,發展迅速,加之作者水平有限,書中難免有不當之處,熱忱期待各界同仁批評指正。

關鍵詞:加筋石籠網
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標題:生態型加筋石籠網擋墻是發展的一種新形式_新聞動態_安平縣聯闊絲網制造有限公司
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