带加强肋土工格栅的极限拉拔阻力分析.ppt

1、带加强肋土工格栅的极限拉拔阻力分析,作者：蔡春 张孟喜 2011年8月 岩土力学学报,一 研究背景二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析三 试验结果验证四 结论,主要内容,一 研究背景,随着加筋土的发展，筋材种类不断丰富，布置方式也不再单一，逐步趋于整体三维化。 张孟喜首次提出了立体加筋土概念，并已在立 体加筋土方面做出了许多理论研究。,一 研究背景,本文在立体加筋的基础上，提出带加强肋土工格栅，即通过对普通土工格栅的肋进行加强处理，使其肋具有一定竖向厚 度，构成具有立体加筋效果的带加强肋土工格栅。对带加强肋土工格栅的加筋机理进行分析，并与试验结果进行对比验证。,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,2

2、.1 拉拔力模型 在带加强肋土工格栅的拉拔试验中，将染色砂分层布置在加强肋周围，然后通过观察窗可以清楚地看到染色砂体的运动情况。,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,初始阶段：染色砂形状分层水平，基本无变化。 拉拔阶段：随着拉拔位移的增加，染色砂体整体向前运动，加强肋前方土体挤密加强，并出现上凸，少部分砂土开始绕过加强肋向后方运动。 成形阶段：随着拉拔位移的增加，加强肋前方的土体成楔形，并随带加强肋土工格栅一起运动。,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,运动规律：在拉拔过程中，加强肋前方土体会首先被挤密加强，成为一个刚性的楔体，然后刚性楔体与筋材一起运动成为一个土筋共同体。 提出：带加强肋土工格栅

3、的极限拉拔阻力模型。,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,2.2 加强肋的作用机理 带加强肋土工格栅除了水平筋发挥水平方向筋土摩擦作用以外，同时加强肋也提供了较大的侧阻力，从而共同提高了加筋土的强度。,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,假定：1.将带加强肋模型的侧向阻挡作用简化为侧向土压力的作用。2.假定带加强肋模型内外侧土体同时达到极限平衡状态。,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,（1）主动土压力Ea,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,将式（3）代入式（4）可得,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,（2）被动土压力Ep 在CCCo中，,二 带加强肋土工格栅拉拔机

4、理分析,滑动土楔在W、R、E 的作用下处于平衡状态，因此3 力必形成一个封闭的力矢三角形.由正弦定理可得: 按库仑土压力化简后得被 动土压力Ep为,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,故被动区的侧阻力Eps为: 即将式(7)(9)(10)代入式(11)可得,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,2.3 带加强肋土工格栅拉拔力 带加强肋土工格栅的拉拔力是由纵肋和横肋提供的摩擦力以及加强肋的侧阻力组成，即 T 为带加强肋土工格栅的拉拔阻力； 为土与格栅接触面的摩擦力； 为加强肋上的摩擦力， 为加强肋的侧阻力。 （1）格栅摩擦力的计算,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,（1）格栅摩擦力的计算 为土与格栅材

5、料表面间的摩擦系数； 分别为土工格栅上、下表面（已扣除加强肋面积）承受法向应力的面积。 （2）加强肋上端面摩擦力 为加强肋上端面的面积； 为加强肋端 面与填料之间的摩擦系数。,二 带加强肋土工格栅拉拔机理分析,（3）拉拔阻力 将(1)(2)(12)(15)(16)带代(14) 将(1)(5)(12)(15)(16)带代(14),三 试验结果验证,试验采用纯净河砂。试验测得c = 0, = 31.6, = 16.74 kN/m3，取 = 41, = 20,因为水平 =0,该带加强肋单向土工格栅的肋距s = 26 cm，加强肋的肋厚分别为0.003、0.006、0.009 m。筋材的试样（长宽）为0.30 m0.28 m，每个试样均有2根加强肋。,三 试验结果验证,三 试验结果验证,四 结论,（1）带加强肋土工格栅加筋与普通土工格栅加筋相比，其优势在于存在加强肋的侧阻力作用，能够极大的提高土体的强度。 （2）采用染色砂法，对带加强肋土工格栅拉拔试验过程进行观察发现，拉拔过程中加强肋前方土体被挤密加强，成为一个刚性的楔体，基于该试验提出了带加强肋土工格栅加筋土的拉拔阻力模型。 （3）利用极限平衡理论，引入土压力理论来计算模型的侧限作用，对带加强肋土工格栅加筋的受力机制进