雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻設(shè)計(jì)理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)作為一種新型加筋材料，2005年以來(lái)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)水利、公路、鐵路、市政等行業(yè)的各類加筋支擋結(jié)構(gòu)中，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。近30年來(lái)美國(guó)、意大利、泰國(guó)等學(xué)者開展了一系列研究工作，但雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)作為加筋材料的加筋機(jī)理、筋土界面特性、動(dòng)力響應(yīng)等關(guān)鍵問(wèn)題的研究較少或尚未涉及，國(guó)內(nèi)的研究更是空白。雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻的理論研究遠(yuǎn)滯后于工程實(shí)踐。
　　 本文在湖南省交通科技項(xiàng)目“高速公路新型加筋

2、土結(jié)構(gòu)技術(shù)研究與示范工程”(200612)的資助下，以湖南省湘潭至衡陽(yáng)西線高速公路加筋土擋墻工程為依托，對(duì)雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)進(jìn)行了筋材拉伸試驗(yàn)、拉拔試驗(yàn)、加筋紅砂巖粗粒土擋墻的承載力模型試驗(yàn)、疲勞特性模型試驗(yàn)、水平抗震性能模型試驗(yàn)以及大量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采用理論分析、室內(nèi)外試驗(yàn)和數(shù)值分析相結(jié)合的方法，對(duì)雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻的計(jì)算理論和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究，取得了如下創(chuàng)新性成果：
　　 1.通過(guò)不同法向壓力作用下的拉拔試驗(yàn)，研

3、究了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)與紅砂巖粗粒土的界面特性，提出了基于剪切剛度的筋-土界面關(guān)系冪函數(shù)模型，修正了FLAC3D中Geogrid單元的界面關(guān)系，為工程設(shè)計(jì)提供了相關(guān)參數(shù)。
　　 2.通過(guò)不同含水量(14％、17％、飽和)和不同加筋層數(shù)(不加筋、加筋2層、加筋3層)的粗粒土三軸試驗(yàn)，分析了加筋雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)對(duì)紅砂巖粗粒土抗剪強(qiáng)度的影響、含水量對(duì)加筋效果的影響，系統(tǒng)研究了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)的加筋機(jī)理，建立了加筋土彈性非線性本構(gòu)方

4、程。
　　 3.系統(tǒng)研究了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻穩(wěn)定特性。在原型試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用FLAC3D對(duì)影響潛在破裂面形狀和位置的相關(guān)因素進(jìn)行了模擬分析，提出了適用于工程設(shè)計(jì)的雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋擋墻的改進(jìn)雙折線內(nèi)部破裂面，推導(dǎo)了相應(yīng)的穩(wěn)定計(jì)算公式。
　　 4.提出了適合任意土質(zhì)、任意墻背傾角、任意填料傾斜面的加筋土擋墻墻背主動(dòng)土壓力非線性分布的通用公式，提高了計(jì)算精度，滿足了工程設(shè)計(jì)需要。
　　 5.通過(guò)雙絞合六

5、邊形鋼絲網(wǎng)加筋紅砂巖粗粒土擋墻的承載力模型試驗(yàn)、疲勞特性模型試驗(yàn)和水平抗震性能模型試驗(yàn)，研究了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻在復(fù)雜動(dòng)力作用下的結(jié)構(gòu)特性。
　　 6.針對(duì)國(guó)內(nèi)加筋土擋墻工程設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，提出了基于極限平衡理論、可靠性分析和數(shù)值分析的雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻的計(jì)算與設(shè)計(jì)方法，研究了地震荷載作用、膨脹土填料的加筋土擋墻設(shè)計(jì)方法，并成功應(yīng)用于實(shí)際工程。
　　 7.為優(yōu)化工程設(shè)計(jì)，降低工程造價(jià)，提出了雙絞合六邊形鋼

6、絲網(wǎng)+土工格柵復(fù)合加筋擋墻的結(jié)構(gòu)模式。通過(guò)模型試驗(yàn)和數(shù)值分析，研究了復(fù)合加筋擋墻的結(jié)構(gòu)特性。
　　 8.通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)均勻加筋、分組加筋、交替加筋、混合加筋等多種復(fù)合加筋方式進(jìn)行了深入的研究，提出了最優(yōu)加筋方式。
　　 9.在湖南省湘潭至衡陽(yáng)西線高速公路第12合同段K124+340～K124+895成功修建了我國(guó)第一座高速公路加筋格賓擋土墻，并進(jìn)行了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋土擋墻的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，研究了擋墻內(nèi)豎向土壓力、水平土壓