《挡土墙英文 翻译.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《挡土墙英文 翻译.doc（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、在长期的模型试验和数值分析机械性能的阶梯 汪承志,栾茂田,朱泽奇 天津大学和施普林格出版社，柏林海德堡2011摘要：对模型试验和数值分析阶梯式加筋土挡墙进行调查和回填土的土工格栅流变和蠕变对结构长期性能的影响。土工格栅的紧张，土压力，墙体变形和地基模型的构建都是加载过程中测得的压力。粘弹塑性模型和实证的非线性粘弹模型是模拟利用应力和变形的土工格栅增强土墙华尔在长期的负载。通过对比试验数据和数值模拟结果表明，基底压力分布是非线性的，与土工格栅的侧向约束充填体可引起的基底压力分布。土压力曲线是外凸的每一步，最初，它是接近于垂直壁的情况下的分布随后。土工格栅的变化趋势在不同的高度变化了。此外，在挡土
2、墙表面提出了失效机理和开发潜在滑动模式。关键词：模型试验；土工格栅增强保留墙；步进法；有限元；粘弹塑性模型一个或两个阶段竖向加筋挡土墙是在传统的边坡广泛采用工程。近年来，科学家已经注意到该立式多级加筋土挡土墙工程的实践中，由于自身的优点，如统一应力分布，容易控制变形和对环境友好的。然而，目前的工业标准却不采取长期性能立式多级墙。事实上，这加筋土填充和流变性能加筋材料的蠕变行为对墙相当大的长期性能的影响。许多学者采用有限元方法（FEM）研究加筋挡土墙。在本文中，试用模的室内模型试验作为的现场试验的补充。对长期力学性能进行了分析。Drucker-Prager的蠕变模型应用于模拟流变行为的填充和地基
3、土，当非线性粘弹模型基于蠕变试验是应用到模拟钢铁带复合塑性土工格栅。此外，在土工格栅的相互作用，对填料和面板进行了分析。1材料模型和有限元分析1.1耦合蠕变形成和可塑性蠕变地层塑性耦合应考虑蠕变时间和加载率是相同的。硬化过程土壤的定义如下：其中和是等效蠕变应变率和等效蠕变应力，；t是时间， G，M和n是经验参数。蠕变模型可以用等价隐式积分的形式表示：Druker-Prager屈服准则是描述土的塑性如下：并且，q=和，C和K分别是内部摩角，材料的凝聚力，和三轴张力之比压缩屈服强度。双曲线的塑性流动变量的函数是相同的塑性应变率来模拟土壤蠕变率，如下：是面内剪胀压力条件；是初始屈服应力；和是偏率。如
4、果关联流动法则，则用：1.2土工格栅的蠕变模型在考虑这一强化材料高强度复合纸是塑性钢铁土工格栅的极限强度（Tu = 120千牛/米，断裂伸长8%）。在2%的情况下，Tu至少4万牛/米。土工格栅单元如图1所示。图2和图3显示的蠕变曲线分别在四种不同的长期的土工格栅曲线载荷。对土工格栅用维粘弹性模型的应用。工格栅将如果拉伸应变断裂会在以上因此粘弹性拟合分布在这种情况下不考虑。蠕变试验的样品工格栅用280 mm600 mm和40mm宽条采用参考文献 10 的方法。在本文中的蠕变，参考文献 10 导致类似的蠕变试验曲线，这表明开口大小不影响其长期结果。根据测试结果，非线性粘弹性本构关系如下：其中T是在
5、单位宽度的土工格栅的抗拔力；E，b和t是土工格栅材料相关参数。此外，弹性模量E（t）如下：A是单位宽度的面积，据对测试结果，b0.768，A0.140.002，t 122，E 207.53 kN/m1.3单元和接触模型桁架单元采用0.002米宽和0.14米厚的工格栅。高强度预制混凝土板是用于蠕变变形，这是忽略不计的。平面应变单元和Drucker-Prager塑性蠕变平面应变单元适用于面板和地面。钢条和面板是刚性连接。库仑摩擦连接系统是接触模型之间在面板和土壤的接口，是0.65的摩擦系数。考虑到更大的孔径尺寸，刚性连接，和均匀级配砾石和粘土填充，土工格栅的界面被假定能结合在一起。2模型试验和数值
6、分析2.1模型试验试验是在模型槽进行。固定墙高4.5米，它是由3层1.5m构成，面板厚度为0.2米。条带宽度0.25m和长度4米。填充的粘土和碎石混合料，如表1所示。填充材料的细节都列在选项卡2，用2.10克/最大干密度和8.8%最佳含水量。手动捣固机用于碾压。强夯区是达20厘米远的平面。土壤的时候夯实，木条被用来维护平面防止脱落或造成过量位移。估计表明，填充物是厚度30厘米和压实15厘米。振弦式土压力传感器被用来测量横向和垂直土压力，等效试验法杆的张力。土工格栅进行测试，取而代之的是相同强度的钢条。应变箔附加钢筋，与应变片测量直接反映杆张力。同时，影响不同的材料被淘汰。挡土墙的持续建设期9天
7、.没有负载施加在前7天内完成，随后，12kN/负荷用于顶端。根据图4，九分两段（L段和R段）的测定来完成这个实验。仿真曲线如图5所示。每一天添加的0.5米厚的层填料。后面每一层完成后，荷载增量转化为等效节点力，模型采用等参元离散的方法。填充墙宽度是5米和基础深度为7.5米的，础宽度前面板是10米，两侧面和底部填充被认为是固定的。参数有限元分析列于表3。共有12个计算步骤。从第一步到九步，施工工艺建模，然后724 h蠕变完成后进行施工时进行第十步，和12 kPa荷载施加在第十一步。4424 h蠕变行为12 kPa在墙顶下进行第十二步。2.2土压力分布钢筋材料为了分析张力特性面板和加强件之间的连接
8、和布，压力位于10厘米远板，如图6所示。数值计算结果与试验数据吻合得很好。在初始阶段，侧向土压力阶梯式挡土墙面板后面是凸的，随着侧压力系数接近朗肯土压力系数。然后它变成一个外凸的分布相同的垂直，随着侧压力系数的多低于朗肯土压力系数。测试数值模拟结果表明，在墙的土压力高很多，但它又明显下降。在墙侧土压力的1/3高度，为7 kPa。这一发现是面板和加强件之间的连接设计的重要。侧向土压力沿垂直方向钢筋的背面如图7所示。在建设过程中，在初始阶段，横向钢筋的上面两步土压力约为朗肯主动土压力值，然后逐渐接近静止土压力。然而，底层减小侧向土压力逐渐显示出巨大的差异，这一现象是相反的。单步水平土压力的分布模式
9、挡土墙，这是所造成的上壁。根据Boussinesq假设在底壁的作用基于均匀的，连续的和各向同性的半无限弹性体与刚性墙，这个假设适用于案件中，只适用于小负载对多级墙的顶部。如果大负荷的情况下，通过使用这种方法的结果会偏离实际数据。2.3地基应力无论是试验结果和数值模拟结果表明这地基应力是非线性的，如图8所示。地基应力从面板开始下降室内，在约0.5米达到最小。增加在约2.5米的最大值，并随后保持不变。初始最大基础力等于一个4.5米土体的竖向应力高度。15%地基应力逐渐减小，并随后保持稳定。随着时间减少，基础压力略有增加。图6显示侧中墙的土压力增大而的下壁体侧向土压力保持不变经过5天的15 kPa荷
10、载。后来，侧向土压力中墙的增加，而底壁保持不变。地基应力重分布可以通过横向变形约束的解释土工格栅与填料。测试垂直土壤比压力理论值随距离的增加。进一步的分析表明，地基应力是土工格栅夹层空间相关。当夹层15厘米到50厘米之间的土工格栅落空间，可以发现很明显一个破碎的在地基应力分布线。2.4拉伸力增强钢筋的张力分布显示在图9中。试验和数值计算表明最大拉力发生在该地区的约1.5米远远落后于面板，和张力迅速降低，然后到最低，随后保持恒定。两上步骤最大拉力发生在区约1.5米远的面板，然后拉保持稳定，只有在钢筋端部逐渐减小。厚度较小的填料，不明显的下降趋势。特别是，第一顶加固层具有几乎相同的张力第二个。张力
11、及其分布同意与那些在土工格栅加筋地基。因此，应考虑墙体沉降要计算钢筋的张力。进一步的分析表明，钢筋的张力随时间逐渐降低，但这两上面的步骤减小后保持不变。侧土压力的计算目前钢条张力，不考虑沉降的影响加固蠕变。蠕变变形和结算容易提高连接强度上部钢筋与面板之间。如图10所示。两个失败的例子表明，挡土墙的顶部面板易脱落后。几年来，墙底部通常是在好的条件。最大强度的分布曲线土工格栅在垂直方向如图11所示。两筋带拉力和侧压力小的两端在中间的大。顶部和中部的张力土工格栅随时间稳定，底部的急剧下降，这与地基应力分布类似。2.5潜在破坏面根据每个格栅最大张力和位置，潜在破坏面阶梯挡墙可以得到，如图12所示。最初
12、的潜在破坏面阶梯式钢筋结构近似为对数螺旋，对强化内部基础底部同时保持不变，与上标准化“0.3H”规则。然后表面消失，和张力均匀升高，只有在两端例外。图10也可以验证整个钢筋不会崩溃。2.6墙体变形 测得的壁的变形如图13所示。每一步的变形分布是凸的，并在整个分布也凸。侧向变形挡土墙的面板明显增加，在灌装过程中保持基本稳定后填充。然而，只要内部壁应力重新分布，将侧向变形急剧下降，最终保持持续增长。大变形并不意味着加筋挡墙会倒塌，这与文献 15 同意。3结论（1）在面板和钢筋连接的张力在土墙1/3高度比较大，通过现场试验符合观察到的失效模式。侧向土压力的分布规律阶梯式挡土墙面板后面了外凸曲线的每一
13、步，然后发展到整个墙。在钢筋端部的侧向土压力与朗肯主动土压力在建设和运行初期，而静止土压力最后。基础压力加筋土挡墙是非线性的，并在操作的初始阶段增加了，并在以后阶段减少。（2）在相应的位置,不同的高度钢筋张力分布是不同的。最大的不是面板的交界处，每层加固。底筋的张力随着时间的推移逐渐减少，而随着上面的两个步骤的增加，并最终保持不变。结果表明，采用适当的负载可以充分发挥回填和加固之间的张力。土工格栅拉力小两头大沿墙，并在顶部和中间层的张力增加而在底层的张力明显降低。（3）钢筋结构的潜在破坏面在初始阶段接近对数螺旋。通过标准化的“0.3H”规则 2 相比，失败表面强化中走向在底部结构，并保持相同的上侧。然后，破坏表面张力消失，在同一层土工格栅变大和值几乎相同，除了在前面和后端变小。它相当于一个普通加筋土挡墙在一个较长的故障模式，服务期内唯一的失败就是板和墙的局部坍塌。
