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1、武漢理工大學碩士學位論文土工格柵加筋膨脹土邊坡的效果分析姓名：施戈亮申請學位級別：碩士專業(yè)：巖土工程指導教師：孫吉主20090501摘要采用室內大型拉拔試驗研究格柵與膨脹土界面的摩擦特性，提出了土工格柵與壓實膨脹土的簡化界面模型及其參數(shù)，結合膨脹土三軸試驗結果，采用FLAC3D有限差分程序，對坡率為1：1、高為20m的膨脹土邊坡應力與變形進行數(shù)值分析，探討不同加筋方式對邊坡的加固效果以及吸濕和風化作用對邊坡穩(wěn)定性的影響，主要研究結論如下：(1)筋土相對位移達到1"一2em時，界面摩阻力出現(xiàn)峰值，峰值后界面平均摩阻力沒有明顯的軟化現(xiàn)象。筋土界面平均摩阻力一相對
2、位移曲線呈理想彈塑性特征。(2)膨脹土的含水量對筋土界面的似粘聚力有顯著影響，隨含水量升高，似粘聚力急劇降低；而含水量對界面似摩擦系數(shù)影響不顯著。膨脹土的壓實干密度顯著影響筋土界面的似摩擦系數(shù)，而對似粘聚力的影響不顯著；界面似摩擦系數(shù)隨壓實干密度增大而顯著提高。(3)選取風化層厚度4m進行邊坡加筋效果分析，計算表明：格柵處理深度應穿透大氣長期影響的風化層，否則加固作用不明顯；當處理深度超過風化層厚度時，增大格柵處理深度對邊坡的應力及位移抑制作用增強，邊坡安全系數(shù)提高52％，關鍵滑弧位置向土坡深層移動。(4)當格柵穿透風化層且處理深度在2m以內時，土工格柵豎向
3、間距對加筋區(qū)應力狀態(tài)的影響明顯，格柵布置越密，加筋區(qū)附近的剪應力越小，水平變形也越小。與未加筋相比，加筋間距0．4m和1．2m時時邊坡安全系數(shù)分別提高約36％、28％。格柵處理深度超過2m時，豎向間距對邊坡穩(wěn)定性影響不大。(5)膨脹土吸濕膨脹能引起坡面較大的水平位移，當吸濕寬度3m時，吸濕區(qū)深度越大，邊坡水平變形越大。吸濕膨脹過程中邊坡剪應力均有一定的增大，其中入滲影響區(qū)內增大較明顯，并且分布向坡腳處集中，坡面中間部位剪應力等值線大致平行于坡面。(6)邊坡坡面表層吸濕時，土工格柵對邊坡水平位移的側限作用隨加筋長度的增大而增大。加筋長度越長筋土界面摩阻力越小，
4、格柵對土體的水平側限作用也增強。筋土界面摩擦應力與格柵長度成反比，加筋層界面發(fā)生屈服的位置均位于吸濕區(qū)含水量趨于飽和的位置。關鍵字：膨脹土，土工格柵，拉拔試驗，邊坡穩(wěn)定，數(shù)值分析AbstractLargescalepull—outtestsareadoptedfirsttostudythefrictionalcharateristicsofgeogridandexpansivesoil，andasimplifiedinterfacemodelofgeogridandcompactedexpansivesoilissuggestedandtherelatedp
5、arametersaregiven．Basedonthetri．axialtestresults．FLAC3Disappliedtonumericallyanalysizestressanddeformationoftheexpansivesoilslopewithsloperateof1：1andheightof20m．Theeffectofgeogriddistribution，moistureabsorptionandweatheringonslopereinforcementandstabilityisdiscussed，someimportantr
6、esultsandconclusionsareasfollows：(1)Theinterfacefrictionalforcecarlreachpeakvaluewhenthedisplacementofgeogridrelativetosoilarrivesat1～2era，andnoclearsofteningoccurredafterpeakfriction．Thecurvesofaveragefrictionforceandrelativedisplacementatinterfacerepresentelasticperfectlyplasticb
7、ehaviors．(2)Thewatercontentofexpansivesoilhasgreatinfluenceontheinterfacequasi—cohesionwhichsharplyreducesaustheincreaseofwatercontent．butnotonquasi-frictioncoefficient．Thedrydensitysignificantlyimpactsontheinterfacequasi·frictioncoefficient，butnotonquasi—cohesion．Theinterfacequasi
8、—frictioncoe伍cientincrease
