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2018

土工格柵加筋膨脹土邊坡的效果分析

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土工格柵加筋膨脹土邊坡的效果分析，采用室內(nèi)大型拉拔試驗(yàn)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(shí)膨脹土的簡(jiǎn)化界面模型及其參數(shù)，結(jié)合膨脹土三軸試驗(yàn)結(jié)果，采用FLAC3D有限差分程序，對(duì)坡率為1：1、高為20m的膨脹土邊坡應(yīng)力與變形進(jìn)行數(shù)值分析，探討不同加筋方式對(duì)邊坡的加固效果以及吸濕和風(fēng)化作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，主要研究結(jié)論如下：

(1)筋土相對(duì)位移達(dá)到1-2cm時(shí)，界面摩阻力出現(xiàn)峰值，峰值后界面平均摩阻力沒(méi)有明顯的軟化現(xiàn)象。筋土界面平均摩阻力一相對(duì)位移曲線呈理想彈塑性特征。

(2)膨脹土的含水量對(duì)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(duì)界面似摩擦系數(shù)影響不顯著。膨脹土的壓實(shí)干密度顯著影響筋土界面的似摩擦系數(shù)，而對(duì)似粘聚力的影響不顯著；界面似摩擦系數(shù)隨壓實(shí)干密度增大而顯著提高。

(3)選取風(fēng)化層厚度4m進(jìn)行邊坡加筋效果分析，計(jì)算表明：格柵處理深度應(yīng)穿透大氣長(zhǎng)期影響的風(fēng)化層，否則加固作用不明顯；當(dāng)處理深度超過(guò)風(fēng)化層厚度時(shí)，增大格柵處理深度對(duì)邊坡的應(yīng)力及位移抑制作用增強(qiáng)，邊坡安全系數(shù)提高52％，關(guān)鍵滑弧位置向土坡深層移動(dòng)。

(4)當(dāng)格柵穿透風(fēng)化層且處理深度在2m以?xún)?nèi)時(shí)，土工格柵豎向間距對(duì)加筋區(qū)應(yīng)力狀態(tài)的影響明顯，格柵布置越密，加筋區(qū)附近的剪應(yīng)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(shí)時(shí)邊坡安全系數(shù)分別提高約36％、28％。格柵處理深度超過(guò)2m時(shí)，豎向間距對(duì)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(dāng)吸濕寬度3m時(shí)，吸濕區(qū)深度越大，邊坡水平變形越大。吸濕膨脹過(guò)程中邊坡剪應(yīng)力均有一定的增大，其中入滲影響區(qū)內(nèi)增大較明顯，并且分布向坡腳處集中，坡面中間部位剪應(yīng)力等值線大致平行于坡面。

(6)邊坡坡面表層吸濕時(shí)，土工格柵對(duì)邊坡水平位移的側(cè)限作用隨加筋長(zhǎng)度的增大而增大。加筋長(zhǎng)度越長(zhǎng)筋土界面摩阻力越小，格柵對(duì)土體的水平側(cè)限作用也增強(qiáng)。筋土界面摩擦應(yīng)力與格柵長(zhǎng)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。