加筋地基承載力增強機理與設(shè)計應(yīng)用研究.pdf

1、加筋土技術(shù)以其顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益，越來越廣泛的應(yīng)用在公路、鐵道、市政、建筑等領(lǐng)域。加筋地基能有效的提高地基承載力和變形協(xié)調(diào)能力，減小沉降和不均勻沉降，但由于加筋地基筋土作用機理和承載力增強原理研究不足，理論研究遠遠滯后于工程實踐，使加筋地基設(shè)計技術(shù)缺乏理論支撐，設(shè)計方法目前仍處于經(jīng)驗階段，嚴重的制約其推廣使用。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，在教育部長江學(xué)者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃創(chuàng)新團隊“山區(qū)巖土工程”（IRT1045）項目的資助下，采用室內(nèi)模型試

2、驗、理論研究和數(shù)值分析等手段，全面研究了加筋地基土應(yīng)力和筋帶應(yīng)力變化規(guī)律、筋帶影響區(qū)滑移線形態(tài)特征、承載力極限值，建立了加筋地基承載力增量設(shè)計方法，為加筋地基設(shè)計提供理論指導(dǎo)。進行的主要研究工作如下：
　?、偻ㄟ^模型試驗重點研究了加筋地基破壞區(qū)內(nèi)筋帶應(yīng)力和地基應(yīng)力，對比分析加筋地基和無筋地基承載力和沉降變形特征，揭示了地基內(nèi)主動狀態(tài)區(qū)、過渡區(qū)、被動狀態(tài)區(qū)和被動區(qū)外錨固段筋帶應(yīng)力變化規(guī)律、筋帶影響區(qū)內(nèi)土應(yīng)力變化規(guī)律，分析了筋帶對地基

3、中對土應(yīng)力的作用。
　?、诟鶕?jù)筋帶對地基土的作用規(guī)律，建立了加筋地基應(yīng)力計算模型，分析了地基內(nèi)主動狀態(tài)區(qū)、過渡區(qū)、被動狀態(tài)區(qū)內(nèi)土體剪應(yīng)力變化，結(jié)合Mohr-Coulomb原理，采用應(yīng)力分析法和幾何求解法獲得了應(yīng)力解；采用數(shù)值模擬揭示了地基加筋后各區(qū)筋帶應(yīng)力和土應(yīng)力變化規(guī)律。
　?、弁ㄟ^對無筋土地基滑移線理論的分析，結(jié)合筋土作用機理，建立了滑移線計算模型和滑移線方程，根據(jù)加筋地基各區(qū)邊界條件，獲得了筋帶影響區(qū)內(nèi)的滑移線解和應(yīng)力

4、解，并揭示了筋帶在加筋地基中的形成了水平高應(yīng)力帶。
　　④根據(jù)加筋地基滑移線分析成果，構(gòu)建了加筋地基靜力場和機動場；運用上限定理，求解筋帶影響區(qū)的能量耗散率，分別建立純粘土加筋地基和一般土加筋地基的虛功率方程，求解加筋地基承載力上限值；分別建立純粘土加筋地基和一般土加筋地基的靜力場方程，運用下限定理，求解加筋地基承載力下限值；通過分析上限值和下限值的差異，確定地基承載力極限值，并分析純粘土加筋地基和一般土加筋地基極限值的關(guān)系。