風積砂包裹式加筋擋土墻的工程特性研究.pdf

1、我國沙漠地區(qū)建筑材料十分匱乏,但是擁有豐富的風積砂。以風積砂作為填土材料不但取材非常方便,而且還可以很大程度地降低工程的成本。但是風積砂具有顆粒級配不良、保水性差、壓實困難、抗剪強度低等缺點,如何提高風積砂的承載力以及對風積砂的壓實機理的研究是當前公路建設中迫切需要解決的問題。鑒于此,本文對內(nèi)蒙古響沙灣地區(qū)的風積砂進行了系統(tǒng)的研究,建立了包裹式加筋擋土墻模型,并利用有限元軟件ANSYS對所建的實體模型進行了模擬分析。本文主要研究內(nèi)容包括

2、:
　　1.針對內(nèi)蒙古響沙灣地區(qū)的風積砂特點進行了取樣研究,確定了風積砂的天然含水量、顆粒級配曲線、最大干密度、最優(yōu)含水量等指標。并對風積砂在加水潤濕壓實狀態(tài)下和天然狀態(tài)下分別進行直剪試驗,測定風積砂的粘聚力和內(nèi)摩擦角,并進行了對比分析。
　　2.在已測得風積砂各項指標的基礎上,測定土工布和風積砂之間的摩擦系數(shù)。根據(jù)摩擦原理做一個的試驗模型箱,將與土工布接觸上下兩側風積砂壓實,測定土工布被拉出去所需拉力,并根據(jù)土工布與風積砂

3、的接觸面積計算每層的摩擦系數(shù),通過改變風積砂的頂部壓力和土工布的長度及與風積砂的接觸面積多次測量并計算摩擦系數(shù),最后取其平均值。
　　3.比較風積砂在包裹前后的承載能力變化。在包裹式加筋擋土墻模型周圍三邊的墻體砌好后,分別對風積砂進行包裹后分層壓實和未包裹分層壓實。根據(jù)平板載荷試驗的實驗步驟測定復合材料的承載力,并且測定風積砂在未包裹狀態(tài)下的承載力。通過實測數(shù)據(jù)及荷載與沉降量的p-s曲線,分析并計算包裹前后風積砂的承載能力的變化。

4、
　　4.確定土工布的反包長度及確定包裹層厚度及碾壓遍數(shù)。根據(jù)側向土壓力的計算公式和摩擦實驗測定土工布與風積砂的摩擦系數(shù),得到土工布的反包長度計算公式。然后分別對30cm、40cm、50cm的松鋪厚度的風積砂進行壓實,并檢測壓實效果,以確定合理的松鋪厚度及碾壓遍數(shù)。
　　5.最后對所建立的實體擋土墻模型進行大面積堆載,并觀測其側向位移變化。利用ANSYS有限元軟件進行建模分析,并將有限元計算結果與實驗結果進行比較,結果基本吻

5、合。并比較風積砂包裹前后模型的豎向位移和側向位移的變化,結果表明包裹后擋土墻側向位移與豎向位移均變小,且側向位移變化更明顯;包裹式加筋擋土墻在自重作用下的最大側向位移一般分布在擋土墻高度的2/3處,且側向位移自最大位移處向上面和下面有逐漸減小的趨勢,擋土墻外端的最小側向位移分布在擋土墻的最低端;從各層拉筋的最大拉應力點連線可以看出包裹式加筋擋土墻的破壞界面或潛在的滑移界面形狀,近似符合0.3H型;最后對干濕風積砂對擋土墻側向位移的不同影