土工砂袋變形與受力特性研究.pdf

1、在灘涂圍墾、河海岸保護(hù)及港口建設(shè)等領(lǐng)域，土工布充砂袋技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，但是在實(shí)際的土工布充砂袋工程中，主要是依賴于諸多砂袋工程實(shí)踐所總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)過程也忽略了很多參數(shù)的影響。為了給土工管袋充填過程提供理論指導(dǎo)，針對目前研究中存在的一些不足，論文進(jìn)行了以下方面的研究：
　　 (1)設(shè)置兩個(gè)對比模型試驗(yàn)，模型中袋體的截面形式不同，但是袋體截面周長相同，過程中充填相同種類相同重量的干砂，測量袋體在自重作用下所形成的形狀及張力分

2、布。驗(yàn)結(jié)果表明，在自重作用下，形成一個(gè)弧形砂袋形狀，砂袋的形狀及張力對比分析，兩種不同初始形態(tài)的砂袋，最終都能形成一個(gè)相同的穩(wěn)定狀態(tài)，且袋體張力分布趨勢基本相同，最大張力也基本相同，驗(yàn)證了對于截面周長相同的土工砂袋在不同初始狀態(tài)下最終可以形成同一形狀與力學(xué)狀態(tài)。
　　 (2)假設(shè)作用在土工袋內(nèi)壁的的壓力為靜止土壓力，引入薄膜理論，考慮土工布與顆粒的摩擦效應(yīng)，對穩(wěn)定狀態(tài)后的袋體形狀以及受力特性進(jìn)行理論推導(dǎo)，并且分析摩擦效應(yīng)強(qiáng)弱及側(cè)

3、壓力系數(shù)大小對袋體特性的影響。結(jié)果表明，摩擦效應(yīng)對土工砂袋的相關(guān)特性影響很大，不可忽略不計(jì)，在其他條件不變的情況下，摩擦系數(shù)越大，土工砂袋的最大張力越大，袋體越趨近于扁平形狀。袋體最大張力是隨著側(cè)壓力系數(shù)的增大而增大，但是袋體的形狀對側(cè)壓力系數(shù)的敏感度很低，即側(cè)壓力系數(shù)對袋體的形狀幾乎不產(chǎn)生影響。
　　 (3)將離散元方法引入到土工砂袋的研究過程中，對離散元程序PFC2D在土工布充砂袋應(yīng)用的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行研究標(biāo)定，模擬第二章中的模

4、型試驗(yàn)，從數(shù)值模擬的角度驗(yàn)證了砂袋穩(wěn)態(tài)的正確性，并對砂袋上部施加均布荷載及兩個(gè)砂袋堆疊兩種工況進(jìn)行模擬，得出砂袋形態(tài)及張力的分布特點(diǎn)，找出砂袋工程中薄弱點(diǎn)在兩層袋體分離點(diǎn)處，并且在砂袋堆疊模擬中發(fā)現(xiàn)，上部袋體位置對袋體特性的影響顯著。
　　 論文創(chuàng)新點(diǎn)在于考慮從穩(wěn)態(tài)的角度對干砂土工袋進(jìn)行了試驗(yàn)、理論及數(shù)值模擬的分析，在理論推導(dǎo)時(shí)引入了摩擦系數(shù)及側(cè)壓力系數(shù)的計(jì)算方法，并將離散元的基本方法應(yīng)用在土工砂袋中，使得本文結(jié)論的驗(yàn)證更為有力