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摘要 :可用于土工格室堤防加固的設(shè)計方法是極少數(shù)。較早的兩種方法和在本文所提出的并與他們相比的第三方法。在第一種方法叫做滑移線的方法,所述土壤的塑性承載失效假定,即土工格室層在軟土中使用非對稱滑移線計算地基土。第二種方法基于邊坡穩(wěn)定分析,通用邊坡穩(wěn)定性設(shè)計對基床路堤需要土工格室的強度。在第三本文提出的方法,土工格室加固是基于堤防平面應(yīng)變有限元設(shè)計的分析。所述土工格室層被建模為一個等效的復(fù)合層用以改性強度和剛度值。強度和土工格室層的尺寸則估計需要承載能力或允許變形。這三種設(shè)計方法是通過設(shè)計實例相比較。據(jù)觀察,基于有限元模擬的設(shè)計方法是最全面的,因為它解決了允許變形的問題,并給出完整的應(yīng)力、變形和給定負載條件下路基的應(yīng)變行為。 關(guān)鍵詞:土工格室; 加強; 堤; 軟基; 設(shè)計; 復(fù)合模式; 有限元 分析。 1. 介紹 軟弱土壤堤防建設(shè)是許多巖土工程應(yīng)用中經(jīng)常遇到的問題,如高速公路,機場跑道堤防,堤防圍堵,洪水保護防洪堤,土壩和護堤。高強度土工合成材料可用于各種軟土堤防加固穩(wěn)定化技術(shù),簡單,速度更快,性價比高。利用土工格室用于加固軟弱土體堤防,近年來已經(jīng)獲得了不少人氣。土工格室是三維土工合成材料,用其裝滿泥土或顆粒料,土工格室基礎(chǔ)層路基加固的重要優(yōu)點有: ?它充當(dāng)一個快速的建設(shè)工作平臺。 ?它作為一個地基堤防的堅硬平臺,提升了均勻沉降。 ?它最大限度地減少施工時間,并減少了挖掘和換填成本。 ?它可以防止承載能力失效,減少過多的沉降和橫向變形。 ?它提供了短期和長期的堤防穩(wěn)定性。 對土工格室加筋土性能的文獻報道是很少,調(diào)查由巴瑟斯特和Jarrett 的(1988),詹納、(1988),Bush 等人。 (1990年),迪恩和洛錫安(1990年),巴瑟斯特和Karpurapu (1993年),Cowland 和黃(1993),巴瑟斯特和Knight (1998)Hendricker (1998),Krishnaswamy (2000),瑪達維Latha 和Rajagopal (2007),瑪達維Latha (2008年)等,可用于土工格室堤防防護的設(shè)計方法是很少。在本文中,基于土工格室的有限元分析提出了堤防設(shè)計新方法,該方法相比兩者的早期方法相比較。 2. 現(xiàn)有的設(shè)計方法 只有極少數(shù)研究人員探討了土工格室的設(shè)計方法。其中有些是給由普易格和夏弗納(1986年),奧斯?。?992)和利里丘蒂(1994年)。但是,這些方法是根據(jù)坡面侵蝕控制應(yīng)用來設(shè)計土工格室。據(jù)筆者的了解,文獻報道只有兩個方法設(shè)計土工格室強化支持軟粘土地基堤防。第一種方法是滑移線分析,由詹納等人提出的方法(1988)。第二種方法是基于邊坡穩(wěn)定分析,通過瑪達維Latha 等人提出(2006)。 2.1滑移線法 詹納(1988)建議的用于設(shè)計土工格室堤防防護的方法。在本設(shè)計中, 假設(shè)土壤承載力是塑性失敗而不是圓形滑動失敗,這類故障是對于堤防的預(yù)期,其寬度是地基土深度四倍以上。 Johnson 和梅勒(1983)的方法是在兩個粗糙的剛性地基土塊上加壓。,這是近似的軟土塊,假設(shè)加壓在頂部的土工格室基床和在底部的硬層之間。用這個模擬軟地基土加固的一種非對稱滑移區(qū)域線。這種設(shè)計的概念是,土工格室施加在具有一定程度土工格室抑制作用的軟土塊上,從而旋轉(zhuǎn)主應(yīng)力的方向,最大剪切方向壓力也相應(yīng)地旋轉(zhuǎn),深推破壞面到地基。用一個15°滑移線場來確定軟土的承載能力。滑動的結(jié)構(gòu)線和相應(yīng)的承載壓力圖進行了詳細討論(詹納等人,1988)?;诨瑒拥耐凉じ袷衣返痰湫偷某休d能力滑移線示于圖 1。 圖1 土工格室路堤承載力滑移線圖 承載力圖通過從滑移線區(qū)的外緣向內(nèi)的“剛性端”的邊界,滑移區(qū)域線定義為土工格室寬度和軟質(zhì)土層深度的比?!皠傂远? 是詹納 (1988)所用的術(shù)語來表示土壤區(qū),這不經(jīng)歷塑性應(yīng)變。因此,滑移線字段用來定義限制可塑性的一個區(qū)域內(nèi)最大允許壓力分布。 格室墊層的拉伸力由作用在地基上的應(yīng)力來確定。橫跨' 剛性端' 的應(yīng)力分布,可以通過考慮旋轉(zhuǎn)來確定其中每個應(yīng)力場的邊界的剛性段和弧形段。整個剛性端的平均壓力可被計算: 其中P/Cu =在剛性端的末端的應(yīng)力場讀值 P'=整個剛性端的平均應(yīng)力 I =Σ(水平弧弦長×旋轉(zhuǎn)) X =Σ(水平弦長) D =軟土層深度 這些條件說明,弧弦長和計算的圖形表示跨剛性邊界平均應(yīng)力,由詹納等人(1988年)和布什(1990)?,F(xiàn)在的容許承載力可以根據(jù)附加應(yīng)力和承載力故障安全系數(shù)計算出來。 對于設(shè)計土工格室,考慮格室墊層內(nèi)顆粒土,但軟質(zhì)層有影響。在元件中的應(yīng)力狀態(tài)可以從Mohrcircle (詹納1988)獲得。 該構(gòu)件在水平應(yīng)力,由等式給出:
山東聯(lián)祥工程材料有限公司,公司位于馳名中外的“五岳之首”——泰安,周邊風(fēng)景秀麗,環(huán)境優(yōu)雅,西距中國肥桃之鄉(xiāng)30公里,南距文化名城孔府(曲阜)70公里,西距歷史古跡梁山50公里,北距省城濟南國際機場80公里,周邊與濟青、京滬、京福高速公路及104國道相連接,交通十分便利,通訊發(fā)達。
山東聯(lián)祥工程材料有限公司是專業(yè)從事土工合成材料及新型復(fù)合材料生產(chǎn)、研發(fā)的高科技民營企業(yè);是“中國土工合成材料工程協(xié)會”會員單位。公司占地40000平方米,注冊資本5080萬元,年產(chǎn)土工合成材料及新型復(fù)合材料4000噸,年銷售收入1.2億元,利稅800萬元。現(xiàn)有員工300余人,其中具有高中級以上職稱的專業(yè)技術(shù)人員30名,擁有德國卡爾邁耶(KARL MALIMO)高速“拉舍爾”經(jīng)編機、瑪里莫(MALIM0)多軸向織機、道尼爾織機,并掌握門澤爾公司涂層技術(shù)。
山東聯(lián)祥工程材料有限公司主要產(chǎn)品包括:抗裂貼,防裂貼,貼縫帶,鋼塑土工格柵,玻纖土工格柵,雙向塑料格柵,單向塑料格柵,滌綸土工格柵,PP焊接格柵,聚酯玻纖布,三維植被網(wǎng),土工布,土工膜,排水板,土工格室,軟式透水管,塑料盲溝,膨潤土防水毯及多種新型復(fù)合材料。產(chǎn)品質(zhì)量已達到國際標(biāo)準(zhǔn)。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍事、化工、石油;公路、鐵路、機械、水利、電力、水土保持及環(huán)境綠化與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域,產(chǎn)品受到工程界專家及廣大用戶的一致好評,并受到國內(nèi)外有關(guān)專家的認同和贊譽。公司與全國十幾家科研院所及大專院校建立了密切的協(xié)作關(guān)系。
目前公司所生產(chǎn)的的格柵遠銷海內(nèi)外各個國家,俄羅斯,美國,智利,南非,喀麥隆,哥倫比亞,哈薩克斯坦等,占到生產(chǎn)總額的40%左右,得到廣大客戶的一致認可,我們的產(chǎn)品通過歐盟的CE認證。
山東聯(lián)祥工程材料有限公司始終堅持“誠信務(wù)實、服務(wù)社會”的經(jīng)營理念,愿與國內(nèi)、國際各界朋友真誠合作,共同為國家建設(shè)事業(yè)做出更大貢獻!攜手發(fā)展!共創(chuàng)美好明天!