公路邊坡石籠擋土墻支護技術(shù)數(shù)值模擬研究.pdf

1、我國廣袤的山地丘陵集中于西南,西北地區(qū)。山區(qū)公路如同國民動脈,對于這些地區(qū)的經(jīng)濟、文化、政治功能的實現(xiàn)及信息的交流起著重要作用。但是山區(qū)公路由于地質(zhì)條件復(fù)雜,特別是西南地區(qū)沿河路段,水毀道路現(xiàn)象嚴(yán)重。所以迫切需要對能夠快速搶通道路,同時又能長久加固沿河路基的支擋方式加以研究。石籠擋土墻相對于其他支擋方式具有取材便利、可進行工業(yè)化流水生產(chǎn)、可利用流水施工;并且其獨特的柔性結(jié)構(gòu)能夠一定程度消散自身所受的土壓力。但是由于在常規(guī)設(shè)計中并沒有考慮

2、柔性結(jié)構(gòu)的變形作用,因此石籠擋土墻的受力特點成為一個重要的研究課題。
　　離散元顆粒法是近年來興起并且快速發(fā)展的數(shù)值計算方法,在這基礎(chǔ)上建立的PFC軟件能夠很好的模擬巖土工程中離散問題。在此基礎(chǔ)上建立石籠擋土墻的離散元顆粒模型,可以得到不同填土作用下的石籠擋土墻的變形特點,水平方向和豎直土壓力的值。數(shù)值計算將石籠擋土墻和填土作為一個整體進行研究,能夠很好的考慮到石籠的變形產(chǎn)生的土壓力消散作用,同時也保證了本文計算的可靠性。

3、　　本文主要的研究工作和結(jié)論有:
　　1)總結(jié)了離散元理論單元劃分的方法及求解方法,顆粒流計算阻尼、時步、本構(gòu)模型設(shè)置對模型產(chǎn)生的影響;并以此分析顆粒流計算的特點。
　　2)分析室內(nèi)試驗,通過填土的三軸壓縮試驗,獲得填土三軸壓縮的應(yīng)力應(yīng)變曲線圖。進而針對填土的試驗值繪制庫倫-摩爾圓,最后求得土體c、j值等物理力學(xué)參數(shù)。根據(jù)石籠的無側(cè)限壓縮試驗,獲得石籠的壓縮試驗的應(yīng)力應(yīng)變曲線,并以此分析石籠單體在受荷狀態(tài)下的變形情況。

4、>　　3)利用小型顆粒流數(shù)值模型試驗——模擬填土的三軸壓縮試驗和石籠單體的無側(cè)限壓縮試驗,確定填土以及石籠單體的細觀參數(shù)。并定性的總結(jié)各參數(shù)對材料性質(zhì)的影響。
　　4)通過已有的材料細觀參數(shù),考察收集實際工程的地質(zhì)條件等方面的資料,以此為依據(jù),建立公路路基邊坡支護石籠擋土墻數(shù)值模型。對比分析石籠擋土墻墻體最優(yōu)尺寸設(shè)計,基礎(chǔ)最優(yōu)寬度,填土的最優(yōu)選擇。
　　5)在最優(yōu)方案的基礎(chǔ)上,對石籠擋土墻的力學(xué)性能進行分析。監(jiān)測其在荷載作用