加筋高邊坡中筋土作用規律及分析方法研究

《加筋高邊坡中筋土作用規律及分析方法研究》是依託清華大學，由介玉新擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：加筋高邊坡中筋土作用規律及分析方法研究
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：介玉新
• 項目類別：面上項目

項目摘要

加筋高邊坡對填方和土工合成材料本身都提出了挑戰。由於填方高度較大，筋土變形協調更加困難。但目前關於加筋高邊坡的設計計算理論只是常規經驗的直接推廣，沒有認識到其受力變形性質已發生了變化。本項目針對加筋高邊坡設計建造中涉及的關鍵問題，以保證邊坡穩定為目的，以筋土作用關係為主線展開工作。重點研究加筋高邊坡中筋材與土的相互作用和協調機制、加筋高邊坡與地基、其它支擋結構的聯合作用特點，以及不同計算方法之間的關係。通過理論推導、模型試驗、數值模擬，以及結合典型工程觀測資料的計算分析，給出加筋高邊坡中筋材受力的分配關係，不同邊坡坡度對地基土性質的要求，土工合成材料加筋與其它支擋結構的聯合作用規律。在深入揭示土和筋材性質多尺度演化機理和不同計算分析方法原理的基礎上，明確不同方法的適用條件和匹配關係、加筋高邊坡的變形和穩定機制及其控制對策。為我國加筋高邊坡和土石壩加筋的最佳化設計和施工監測奠定理論基礎。

結題摘要

在基金的資助下，項目圍繞加筋高邊坡涉及的主要問題進行展開，重點研究加筋土邊坡的變形破壞及筋材應力分布規律、平台分級、邊坡地基、以及筋材與重力式擋土牆等結構物的聯合作用。收集了土工合成材料加筋土邊坡的設計方法，比較了中國與其它國家和地區的設計標準；用離心模型試驗研究了加筋土邊坡的變形破壞及與其它擋土結構物的關係，發現加筋使得擋土牆上部與土體有分離的趨勢，因此邊坡上部一定範圍內可以不必修築擋土牆。邊坡底部由於擋土牆的約束，筋材難以發揮作用，但該位置筋材的存在能夠增強填土的均勻性，且可以減小沉降變形，因此底部加筋還是有一定意義的；土壓力計算時要考慮它的作用位置和方向，直接用最大慣性力或不平衡力是不合適的；編寫了基於水平條分的極限平衡法和上限解法的程式，用於邊坡安全係數和擋土牆土壓力的計算分析；提出了基於加速度計算的邊坡穩定分析方法，可以作為常規安全係數計算的補充；探討了加筋土邊坡強度折減法的失穩判據，認為採用筋材塑性區貫通是一個比較方便的判別方法，在此基礎上研究了加筋高邊坡的受力變形以及平台設定的影響。合適的平台位置和寬度能夠充分發揮土的黏聚力和加筋的作用，對邊坡安全有利；基於類比方法提出了邊坡地基承載力和變形模量的確定方法。發現邊坡的地基承載力很容易滿足要求，地基性質主要影響邊坡的變形。研究成果對於加筋高邊坡的設計和方案最佳化具有指導意義。