土工格栅反包型加筋土结构抗震性能研究

论文摘要

我国地处环太平洋地震带和亚欧地震带之间,受板块活动影响,震害频发。在历次地震中,因道路交通构筑物损坏,造成了严重的经济财产损失和人员伤亡。随着我国“一带一路”倡议的建设蓝图的展开,交通基础设施建设先行的口号也随之提出。由于建设路线穿越众多地震多发地区,使得我国岩土工程领域基础建设的抗震需求与日俱增,良好的抗震性能也因此成为我国道路交通构筑物的设计要点。近年来,加筋土结构凭借着良好的抗震性能和经济性被广泛地用于交通构筑物及房屋建筑基础的建设中,如加筋土路堤、挡墙、边坡等。国内外学者针对加筋土结构的设计及工程应用也进行了大量的研究。然而,当前针对新型柔性土工格栅反包型加筋土结构的研究还较少,许多问题亟待解决,包括:对土工格栅反包型加筋土结构的地震动响应规律了解不透彻,对其在地震动作用下的破坏机理缺乏深入认识,鲜有针对加筋土结构的筋材布置合理性的研究等。鉴于此,本文借助振动台模型试验与有限元数值模拟,对地震动作用下土工格栅反包型加筋土结构的抗震性能展开研究。主要工作内容包括:(1)针对新型柔性土工格栅反包型加筋土边坡,开展地震反应振动台试验,获得了加筋土边坡在不同幅值地震动作用下的动力响应、加筋体变形规律和破坏现象。基于试验中所获取的加速度、土压力、土工格栅应变值、水平位移和竖向沉降分析了加筋体的地震动响应规律。(2)采用有限元程序,针对振动台试验进行数值模拟,并使用试验数据对数值建模方法的准确性进行验证。最后基于该模型进一步分析新型土工格栅反包型加筋土边坡在地震动作用下发生破坏时的破坏机理。(3)使用验证后的数值建模方法,结合工程实践中使用的加筋土路堤进行数值建模分析。基于该模型,验证了工程中常用的布筋形式的合理性。进一步研究不同筋材长度分布的布筋形式对于加筋土路堤动力稳定性能的影响。基于上述试验及数值模拟结果,发现新型土工格栅反包型加筋土边坡具有良好的抗震性能,可在工程中推广应用。并且,合理的布筋形式能更好地提高加筋土结构的抗震性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 课题背景及研究意义
•   1.2 国内外研究现状及分析
•     1.2.1 加筋土结构抗震性能试验
•     1.2.2 加筋土结构数值模拟
•     1.2.3 加筋土结构理论研究
•     1.2.4 新型柔性加筋土边坡设计方法及工程应用
•   1.3 本文主要研究内容及技术路线
• 2 加筋土边坡振动台试验设计与实施
•   2.1 引言
•   2.2 振动台试验
•     2.2.1 试验概况
•     2.2.2 试验目的
•     2.2.3 试验模型设计
•     2.2.4 加载方案
•   2.3 本章小结
• 3 加筋土边坡振动台试验结果分析
•   3.1 引言
•   3.2 试验现象
•   3.3 试验数据分析
•     3.3.1 加速度分析
•     3.3.2 位移分析
•     3.3.3 土压力分析
•     3.3.4 土工格栅应变分析
•   3.4 本章小结
• 4 土工格栅反包型加筋土边坡数值模拟方法
•   4.1 引言
•   4.2 有限元程序选用
•   4.3 振动台试验数值模拟
•     4.3.1 模型概况
•     4.3.2 模型材料参数
•     4.3.3 模型边界模拟
•     4.3.4 建模流程
•     4.3.5 模拟方法正确性验证
•     4.3.6 土工格栅反包型加筋土边坡破坏机制分析
•   4.4 加筋土边坡布筋方式数值建模分析
•     4.4.1 验证全断面通长布筋形式的模拟
•     4.4.2 不同筋材长度分布形式的模拟
•   4.5 本章小结
• 5 结论与展望
•   5.1 主要结论
•   5.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王俊杰

导师: 王博

关键词: 加筋土结构,振动台试验,数值模拟,破坏机理,抗震性能

来源: 郑州大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 郑州大学

分类号: TU472;TU435

总页数: 94

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