土工格栅与土工格室加筋土的大型直剪试验和邓肯-张模型参数研究

土工格栅与土工格室加筋土的大型直剪试验和邓肯-张模型参数研究

　　基于梅河高速公路程江至华城段K20+638及K20+500处桥台加筋土台背处理方案，高强蜂巢土工格室护坡，采用大尺寸直剪模型试验分析了土工格栅、土工格室加筋土以及土工格室加筋水泥稳定土接触面上的剪切变形特性，其剪应力-剪切应变曲线呈明显的非线性关系，采用邓肯-张双曲线模型能很好地反映土体的非线性特征，通过试验得到了土工格栅、土工格室加筋土界面的邓肯-张E-B模型参数，为今后土工格栅、格室加筋土桥台设计提供参考。

　　根据土工合成材料类型的差异，目前路桥过渡段常用的加筋处治方法包括两种:即平面结构的土工格栅加筋和三维结构的土工格室柔性搭板加筋。与常见的加筋类型如支挡结构、加筋陡坡、软土地基加筋等相比，高强蜂巢土工格室边坡，路桥过渡段路基加筋的目的有较大差异，前者加筋之目的主要是为了提高稳定性和承载力，而桥头路堤使用加筋技术则是为了协调桥台与桥头路堤沉降差，从而消除桥头跳车，故桥头路堤的加筋作用机理也不尽相同。邓肯-张双曲线模型能较好地反映土体的非线性，概念明确、简单实用，5个试验参数均有一定的物理与几何意义，可以通过常规剪切试验获取，在工程中得到广泛应用。本文通过大尺寸直剪模型试验得到土工合成材料加筋的邓肯-张E-B模型参数，高强蜂巢土工格室铺设，为今后土工格栅、格室加筋土桥涵台背设计提供参考.

土工格室加固浅层饱和黄土地基的有限元分析

　　基于MARC有限元软件，采用研编的单元用户子程序，对用土工格室处理浅层饱和黄土地基的效果进行了有限元分析(FEA)，结果表明:土工格室的有效影响深度为饱和黄土层厚度的50%左右，处理后的饱和黄土地基，水平位移在影响深度范围内可减小约17%左右;竖向位移也得到了一定的减小，高强蜂巢土工格室，可减小5%左右;竖向应力值减小35%左右;土工格室的加固厚度对路堤总沉降变形影响不大，但对水平位移影响较明显;相同工况下土工格室的布置位置对处理效果影响不大。结合工程实践，对有限元分析结果和现场实测数据进行对比分析，结果表明:土工格室加固方法能有效地处理浅层饱和黄土地基。

　　采用土工格室对饱和黄土地基进行局部换填加固，形成水平向加筋复合结构体，以提高其地基承载力，在近几年的黄土地区高等级公路建设中已逐渐开始应用。笔者基于有限元软件 MARC，采用Visual Fortran 6. 5 对其进行了二次开发，编制了单元用户子程序，对浅层饱和黄土地基条件下，采用土工格室处理前后的位移特征和力学性状进行了分析，探讨了该种加固方法的适应性，同时结合甘肃省尹家庄—中川机场高速公路的工程实践，进行了现场测试，并对两者结果进行了对比，以便为饱和黄土地基处理的设计提供依据。

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