《基於無粘結預應力加筋土的筋-土-擋牆相互作用機理研究》是依託湖南大學，由周芬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於無粘結預應力加筋土的筋-土-擋牆相互作用機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周芬
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本課題屬於土工增強技術領域的基礎研究。本項目的主要目標是研究在靜力荷載作用下，無粘結預應力加筋土結構中加筋材料、填土與擋牆之間的相互作用機理。與傳統的加筋土技術相比，無粘結預應力加筋土中的加筋材料、擋牆所發揮的作用有所不同。無粘結預應力加筋材料由內外兩部分構成，這兩部分可以相對滑動。加筋材料的外部與傳統加筋材料的作用相同，加筋材料內部筋帶可被施加預應力，並被錨固於擋牆上,使擋牆、筋帶共同對填土產生作用。在豎向靜載作用下，無粘結預應力加筋土結構內部呈現出一種非常複雜的相互作用系統，填土在筋帶和擋牆作用下不但被有效約束，而且還會固結。固結後的填土對筋帶和擋牆又會產生影響。在這個系統中如何分解出加筋材料、填土與擋牆的作用是研究的重點。本項目擬從實驗方法研究這三者之間的相互作用，並在此基礎上研究預應力加筋土的破壞機理以及其穩定性，為無粘結預應力加筋土的設計奠定理論基礎。
結題摘要
無粘結預應力加筋土技術是套用於加固填方的新型技術。該技術藉助於新型的加筋材料，有效地實現擋板及加筋材料對填料主動及被動的約束作用。在無粘結預應力加筋土中存在著複雜的加筋材料-填料-擋板之間的相互作用，這種相互作用直接影響著擋板對填料的主動約束作用及加筋材料對填料的被動約束作用。填料在這種主動約束、被動約束及本身自重的作用下產生固結，又降低了其承受的主動約束及被動約束。這種相互作用也影響了整個填方的整體穩定性。 本項目在數值模擬及試驗研究獲得了如下研究成果：
1.預應力損失的規律。無粘結預應力加筋土的預應力損失是該體系內部相互作用的重要結果，項目組進行了一系列試驗研究。研究表明，擋板施加的預壓力隨時間的發展逐漸減小；載入前期預應力損失幅度較大，隨著時間的發展預應力損失越來越小，並趨於穩定。測試表明，預應力損失的主要影響因素是預應力的大小及填料壓實度。壓實度越大，預應力損失也會增大。
2.無粘結預應力加筋土中預應力的控制要求。剛性擋牆承擔填料產生的主動土壓力；傳統加筋土擋牆中由於加筋材料對填料的約束作用，大大降低了擋牆的水平土壓力；無粘結預應力加筋土需要對填料施加主動的水平壓力，通過研究，這個壓力低於剛性擋牆中填料對擋牆產生的主動土壓力。這樣即可以發揮加筋材料的外部對填土的約束作用，又可以降低加筋材料內部高彈模筋材的用量。
3.高填方邊坡整體穩定問題的研究。本項目提出了一種邊坡穩定的計算方法。該方法將有限元理論及極限平衡理論結合起來，根據等效塑性應變的分布規律確定滑裂面位置。然後根據滑裂面上的抗力矩和下滑力矩確定邊坡的安全係數。在此基礎上，本項目將均勻設計法、RBF神經網路法、最大熵法結合起來計算邊坡穩定的可靠度。與其他計算方法相比該方法簡單方便，並具有較好的精度。同時還研究了土體粘聚力和內摩擦角左右截尾點的變化對邊坡可靠度的影響。結果表明粘聚力左截尾點對邊坡可靠的影響最大；其次是內摩擦角左截尾點；相對來說，粘聚力和內摩擦角的右截尾點對邊坡可靠度影響較小。 該項目有8篇論文被EI收錄；申請專利12項，目前授權6項。
