土工格室挡墙破坏机理及评价方法

前言

第1章 土工格室挡墙简介

1.1 概述

1.2 土工格室简介

1.3 格室挡墙简介

1.4 主要研究内容

参考文献

第2章 土工格室挡墙破坏模式离心模型试验研究

2.1 概述

2.2 试验材料

2.2.1 试验用砂

2.2.2 模型土工格室

2.3 试验步骤及方法

2.4 试验结果及讨论

2.4.1 极限平衡状态时的离心加速度

2.4.2 滑动面发展过程

2.4.3 滑动面的位置

2.4.4 土工格室破坏模式

参考文献

第3章 基于极限平衡理论的土工格室挡墙破坏模式分析

3.1 概述

3.2 筋材力计算方法

3.3 加筋边坡稳定分析通用条分法

3.4 通用条分法算例

3.4.1 边坡计算模型一

3.4.2 边坡计算模型二

3.5 通用条分法的验证与分析

3.5.1 文献算例验证

3.5.2 离心模型试验验证

3.6 土工格室挡墙离心模型试验极限平衡分析

3.6.1 计算模型与参数

3.6.2 结果与讨论

3.7 土工格室挡墙小比尺模型试验极限平衡分析

3.7.1 计算模型与参数

3.7.2 结果与讨论

参考文献

第4章 土工格室挡墙破坏模式二维数值模拟研究

4.1 概述

4.2 有限元分析方法

4.2.1 ABAQUS简介

4.2.2 材料本构模型

4.2.3 有限元强度折减法

4.3 数值模型标定

4.3.1 材料参数

4.3.2 边界条件及网格划分

4.3.3 计算结果分析

4.4 土工格室挡墙破坏模式影响参数分析

4.4.1 土工格室加筋土表观黏聚力

4.4.2 挡墙底部与基础之间摩擦角

4.4.3 地基土强度

4.4.4 挡墙中软弱夹层

4.4.5 二级挡墙布置方式

4.5 土工格室拉筋带优化布置研究

4.5.1 拉筋带层数对安全系数的影响研究

4.5.2 拉筋带长度对安全系数的影响

参考文献

第5章 土工格室挡墙破坏模式三维数值模拟研究

5.1 概述

5.2 离心模型试验三维有限元计算分析

5.2.1 材料参数

5.2.2 接触关系

5.2.3 荷载及边界条件

5.2.4 计算结果分析

5.2.5 格室层应变分布分析

5.3 拉筋带优化三维有限元计算分析

5.3.1 材料参数

5.3.2 计算结果分析

参考文献

第6章 变截面土工格室挡墙在延安机场迁建工程中的应用

6.1 概述

6.2 工程概况

6.2.1 场区地形地貌条件

6.2.2 场区工程地质条件

6.2.3 场区水文地质条件

6.2.4 场区工程概况

6.2.5 变截面土工格室挡墙设计概况

6.3 变截面土工格室挡墙施工过程

6.3.1 施工进度

6.3.2 施工工艺流程及注意事项

6.3.3 压实度试验结果

6.4 现场监测目的及方案

6.4.1 现场监测目的

6.4.2 现场监测方案

6.5 现场监测数据整理及分析

6.5.1 水平位移监测分析

6.5.2 沉降监测分析

6.5.3 土压力监测分析

本书简要介绍了土工格室和土工格室挡墙在工程实践中的应用，采用离心模型试验、有限元数值分析和极限平衡理论相结合的手段研究了土工格室挡墙的破坏机理及其影响因素，发现了土工格室支护结构破坏模式存在类边坡破坏和刚性挡墙破坏两种形态。采用基于极限平衡理论的通用条分法和有限元强度折减法分析评价了土工格室挡墙的破坏模式，初步探索了土工格室加筋土结构的三维数值模拟方法。

本书不仅可以让读者了解土工格室挡墙的破坏机理、破坏模式及稳定分析方法的研究新进展，而且还可以了解土工格室挡墙的一些工程应用情况。

《土工格室工程性状及应用》系统地介绍了土工格室材料性能、测试方法及技术标准，深入研究了土工格室工程特性及相关设计理论。《土工格室工程性状及应用》对比分析了素土与土工格室结构层的变形模量、回弹模量的差异，得出地基的承载力；比较了在不同地基土类型下，应用不同结构类型的土工格室在不同压实度下的承载力、变形模量和回弹模量；测试了不同形式的土工格室加筋层和未加筋层之间黏聚力和内摩擦角的变化，得出土工格室结构层强度及变化规律；测试了土工格室结构层在拉伸作用下格室片材的应变及结构层的抗拉强度和拉伸模量；详细分析了在软弱地基加固、路基边坡支挡与防护、路桥过渡段路基差异沉降控制工程中的作用机理，并给出了结构形式、设计计算方法、施工工艺、质量控制标准及具体的工程实例。

土工格室挡土墙是修建挡土墙时将土工格室作为一种加筋材料成层的水平埋置在土中而形成的人工挡土墙。土工格室挡土墙的研究较少，所查阅的文献主要集中在加筋土材料试验方面，且对于筋材特性的研究也偏重静力，动力特性的研究尚不多见。本项申请联合采用大型三轴试验、直剪试验、振动台模型试验和非线性有限元数值模拟，研究土工格室充填土作用机理和加固效果，建立土工格室填充土静、动力计算模型和拉伸变形模型，研究不同结构形式的土工格室挡土墙破坏机理和抗震性能。在试验基础上，引入土工格室填充土的复合土模型，建立复合土有限元动力计算方法；同时，引入土工格室材料模型和土工格室与充填土的界面模型，建立可考虑土工格室与充填土相互作用的分离式有限元动力计算方法，开发适用于土工格室挡土墙的动力反应分析程序。在试验与计算分析相互印证的基础上，将计算程序应用于实际工程，研究实际土工格室挡土墙动力反应特性和抗震性能，提出有效的抗震措施。

一种土工格室及制作方法专利目的

《一种土工格室及制作方法》的目的是提供一种土工格室，具有较强的连接强度，并且有效的提高了土工格室的使用寿命。该发明还提供了一种土工格室的制作方法，制作简单，成本较低，连接强度高，使用寿命成。

一种土工格室及制作方法技术方案

《一种土工格室及制作方法》提供一种土工格室，包括PET片材和由所述PET片材相互连接组成蜂格状的土工格室，所述PET片材相互连接处设有连接孔，所述连接孔处设有用于将所述PET片材连接的注塑固定件，所述注塑固定件包括设置于连接孔内的注塑杆和固接设置于注塑杆两侧端头的固定片，所述固定片与所述PET片材侧壁紧贴。优选地，所述连接孔的数量为多个。优选地，所述连接孔的数量为3个。优选地，多个所述连接孔之间的间距相等。优选地，相邻两个固定片连接为一体。优选地，所述土工格室由一个或多个所述PET片材构成。

《一种土工格室及制作方法》还提供了一种土工格室制作方法，包括步骤：1）将PET片材相互交叉组成蜂格状的土工格室；2）在所述PET片材相互交叉连接处设置连接孔；3）在所述连接孔处设置注塑固定件。其中，所述步骤1）中包括步骤：11）将一个或多个所述PET片材相互交叉；12）拉伸所述PET片材，形成蜂格状。其中，所述步骤2）中包括步骤：21）在PET片材1相互交叉连接处平行且等距设置多个连接孔。其中，所述步骤3）中包括步骤：31）使用注塑机将融化的塑料灌入所述连接孔内，形成注塑杆；32）在所述注塑杆两侧端头，采用注塑机将融化的塑料形成固定片；33）采用注塑机将多个所述固定片连接为一体结构。

一种土工格室及制作方法改善效果

《一种土工格室及制作方法》所提供的土工格室，首先采用PET片材相互连接组成蜂格状的土工格室，在PET相互连接处设置连接孔，通过采用注塑固定件将PET片材相互连接处连接，所述注塑固定件包括所述注塑固定件包括设置于连接孔内的注塑杆和固接设置于注塑杆两侧端头的固定片，注塑杆将用于将连接处的连接处连接，固定片可将PET片材固定，避免PET片材脱离注塑杆，固定片与所述PET片材侧壁紧贴，可使PET片材之间相互紧密贴合；因为PET片材具有较好的耐高温特性，因此注塑的过程中，PET片材并不会受到高温影响，并且又因为注塑连接件为液体转化为固体，从而使片材之间的连接更加牢固，提高土工格室的整体强度，也提高了土工格室的使用寿命。

《一种土工格室及制作方法》还提供了一种土工格室制作方法，采用PET片材相互交叉组成蜂格状，然后在PET片材相互交叉连接处设置连接，最后在连接孔处设置注塑固定件，将PET片材连接处固定为一个整体。因为PET片材具有较好的耐高温特性，因此注塑的过程中，PET片材并不会受到高温影响，并且又因为注塑连接件为液体转化为固体，从而使片材之间的连接更加牢固，提高土工格室的整体强度，也提高了土工格室的使用寿命，并且制作方法简单，成本较低。