加筋土边坡合理布筋方式研究

作     者：吴培元 

作者单位：兰州交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马学宁;牛新泽

授予年度：2017年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：加筋土边坡 合理布筋 拉拔试验 倾斜加筋 边坡稳定性 

摘      要：加筋土技术发展非常迅速,可以提高路堤的承载能力和稳定性能,研究筋材的合理布筋方式很有必要,为以后的合理加筋进行指导。本文先进行了室内拉拔试验,从不同的加筋类型和不同的倾斜角度两大方面,进行了在不同竖向压力情况下的土工格栅的拉拔阻力的测定,分析了拉拔阻力与拉拔位移曲线。然后又以某实际工程为原型,进行了理论计算边坡的安全系数,验证水平条分与垂直条分的正确性,接着进行了室内模型试验,从边坡的极限承载力、边坡的滑动位移、边坡的土压力、筋材拉力分布方面进行分析研究了边坡的不同加筋形式下的加筋效果。得出以下结论:(1)引入了立体加筋在计算加筋土边坡安全系数的计算公式,推导及引用了水平条分法和斜条分法的计算公式,与传统垂直条分法对比,另外指出立体加筋和倾斜铺设筋材时对安全系数的影响。(2)进行了在不同竖向压力、不同加筋类型、不同倾斜角度的情况下36种试验工况的室内拉拔试验,得出随着竖向压力的增大,筋材的极限抗拉力不断增大,竖向压力有利于筋材发挥其加筋作用,竖向压力的增加有利于增大拉拔阻力,土工格栅上加竖肋的高度越大拉拔阻力越大,倾斜一定角度铺设时,筋材起到了重要最大,尤其是倾斜10度铺设时,几乎都是水平铺设的30%左右。(3)设计了不同的加筋方式和不同铺设角度的36种试验工况,分析出立体加筋倾斜铺设时边坡极限承载力最大,坡顶沉降减小的程度也最大,此时边坡最为稳定。加筋使边坡的土压力增加了,也就是加强了土体的加固作用,使边坡能承受更多的力。(4)从室内模型试验中,看出土工格栅的拉力最大值在荷载的中心线下,靠近边坡面一侧的土工格栅拉力值较小,加筋在限制边坡的侧向滑动具有重要作用,在同一级荷载作用下加筋边坡也可有效减少坡顶沉降,立体加筋的效果更为明显,将筋材倾斜铺设时提高承载力和减小坡顶沉降的能力更为加强,增加的竖肋提高了土工格栅对填土的嵌固作用力,即直接增加了抗拉拔力。(5)通过数值模型试验,研究了在不同工况下边坡的安全系数、坡顶沉降和筋材的受力情况,得出与室内试验模型的结果规律几乎一致,立体加筋可以提高边坡的安全系数,降低坡顶沉降,筋材受力方面立体加筋的拉力比普通加筋的拉力大,倾斜铺设筋材时的加筋效果最好。