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模型1:節(jié)理單元。目前國內(nèi)外已提出多種節(jié)理單元模型, 最先是為研究巖體結(jié)構(gòu)力學(xué), 模擬巖體軟弱結(jié)構(gòu)面而提出的, 最早提出而又使用最廣泛的是古
[5]
德曼(G oodman ) 節(jié)理單元, 是一種假想的無厚面結(jié)構(gòu), 但其能傳遞壓力及摩阻力, 見圖1(a ) 。土工格室為軟土路堤的一相對強(qiáng)結(jié)構(gòu)面, 但其作用機(jī)理一致, 土工格室墊層傳遞擴(kuò)散垂向土壓力, 并依靠摩阻力發(fā)揮側(cè)限作用, 因而將土工格室及其周圍一定厚度范圍內(nèi)的填料抽象為節(jié)理單元進(jìn)行模擬。其剛度矩陣依據(jù)增量理論用變剛度法求得, 其余同一般有限元計算。節(jié)理單元材料參變量有:k s 為切向應(yīng)力剛度, kN Πm ; k n 為法向應(yīng)力剛度, kN Πm ; γ為容重(格室+填料得復(fù)合容重) kN Πm ; c 為格室與填料之間的
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土工格室加筋墊層設(shè)計方法基本與普通墊層設(shè)計
內(nèi)容相同, 包括墊層承載力設(shè)計、墊層厚度、寬度、
[4]
整體穩(wěn)定性驗(yàn)算以及變形復(fù)核等。311 承載力計算
土工格室加筋墊層承載力設(shè)計計算目前全國還沒有統(tǒng)一計算方法, 一般有經(jīng)驗(yàn)法、查表法及公式計算法幾種, 但土工格室加筋墊層與普通墊層略有不同, 采用應(yīng)力擴(kuò)散角法其應(yīng)力擴(kuò)散角應(yīng)合理取值。按承載力公式計算時, 普通墊層承載力計算公式見(1) 式, 加筋墊層承載力公式見(2) 式, 其余計算方法可參見有關(guān)規(guī)范規(guī)程。
ζζγζ(1) P =cN C BN γγC +qN q q +015
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粘聚力, kPa ; <為格室壁與填料之間的摩擦角; v m 為容許相對變形量, m 。
其單元剛度矩陣
l Π2
[k ]
e
=t
-l Π2
∫
[B ][k ][B ]dx
T e
(3)
模型2:板單元+接觸面單元。由于土工格室的
? 1土工格室在軟土地基處理中的應(yīng)用與研究 張 勝等
土Ο梁作用機(jī)理形成一種大剛度板結(jié)構(gòu), 在進(jìn)行有限
元模擬時將土工格室單獨(dú)作一層板單元實(shí)體見圖1(b ) , 而其與上下填料間的作用關(guān)系用節(jié)理面單元模擬。板單元剛度矩陣不再贅述
。
裂縫的產(chǎn)生。412 小型構(gòu)造物
這里σn =垂直應(yīng)力。
T=界面的剪切應(yīng)力(C U 在限制條件)
F =土工格室填充材料摩擦角
主應(yīng)力的旋轉(zhuǎn)在基床深度內(nèi)發(fā)生。因此,土工格室墊層預(yù)期拉伸強(qiáng)度等于路堤防護(hù)水平應(yīng)力。
2.2基于邊坡穩(wěn)定分析的設(shè)計
邊坡穩(wěn)定分析基礎(chǔ)上的堤防加固設(shè)計是由瑪達(dá)維Latha 等開發(fā)(2006)。這種方法使用通用坡度穩(wěn)定程序設(shè)計測算路堤需要的土工格室墊層的強(qiáng)度。土工格室進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析計算機(jī)程序需要堤防坡幾何形狀尺寸、土工格室層高度、地基土深度、高剪切堤土的強(qiáng)度參數(shù)和土工格室層數(shù)、地基土的性質(zhì)、孔隙水壓力系數(shù),輸入超載壓力的峰值。該方案采用比紹普的方法計算安全系數(shù),該程序會自動搜索不同的判定滑動圓,并給出了安全的最低因子和臨界滑動圓的中心的坐標(biāo)。該計算機(jī)程序的可靠性通過一些實(shí)例驗(yàn)證來確保。從程序?qū)τ谶@些問題得到安全系數(shù)與最低系數(shù),和通過繪制幾個試滑圓的圖形化方法獲得的安全系數(shù),為每個使用常規(guī)方法獲得這些滑動圓的安全系數(shù)。
為了設(shè)計堤下土工格室,土工格室層被視為一層土壤粘結(jié)強(qiáng)度大于包裹的土壤和比相同包裹的土壤更大的內(nèi)摩擦角。 這是因?yàn)?,土工格室由膜片提供全方位的土壤約束,,土工格室側(cè)壁加強(qiáng)了土壤的表觀凝聚力。運(yùn)用漢高和吉爾伯特(1952年),巴瑟斯特和Karpurapu 提出的橡膠膜理論(1993年)分析土壤包圍在單個格室內(nèi)三軸承壓時的內(nèi)聚強(qiáng)度。 同樣的分析延伸為多個土工格室,并且也用于通過
Rajagopal 等制成的土工格室。 (1999年),瑪達(dá)維Latha (2000)和瑪達(dá)維Latha 和穆爾蒂(2007年)。
由膜片應(yīng)力產(chǎn)生的附加圍壓可以寫成(漢高和吉爾伯特1952年):
εa =軸向應(yīng)變
εc =圓周應(yīng)變
D 0=初始直徑
D =在εa 的軸向應(yīng)變的樣品的直徑
M =膜片的模量
上面的等式用于計算由于土工格室的附加圍壓加固,使用參數(shù)如下。D 0作為土工格室的初始直徑。土工格室展開不是圓形,形狀是三角形。土工格室的三角形等效直徑可通過等同的圓來獲得。M 是在軸向應(yīng)變εA 的土工格室的材料的模量,可以從土工格室寬幅拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)得到的長期負(fù)載 - 應(yīng)變曲線來確定。
圖2土工格室加固強(qiáng)度提高的莫爾圓的計算
表觀粘結(jié)強(qiáng)度和附加圍應(yīng)力之間的關(guān)系由于可以通過土工格室增強(qiáng)土壤樣品繪制圓莫爾圖獲得,圖2所示,工格室墊層附加粘結(jié)強(qiáng)度可根據(jù)下式(Rajagopal 等1999)獲得:
在(4)求Δσ3的值,代入等式(5),我們將得到土工格室約束土壤產(chǎn)生的凝聚力。這個附加的粘結(jié)強(qiáng)度被添加到原始在土工格室包封土壤的內(nèi)聚強(qiáng)度以獲得土工格室墊層(C g )的內(nèi)聚強(qiáng)度。初步設(shè)計的問題,如筑堤土中的堤防的幾何形狀、地基的性質(zhì)給出,我們可以通過試驗(yàn)值用邊坡穩(wěn)定分析土工格室墊層,并確定得到的設(shè)計值所需土工格室墊層內(nèi)聚強(qiáng)度的安全系數(shù)。從這個粘結(jié)強(qiáng)度,我們可以計算出土工格室的高度、土工格室的壁厚和土工格室軸向應(yīng)變的展開尺寸的假設(shè)值。這種設(shè)計方法已通過驗(yàn)證,土工格室支持模型堤防的情況下,在實(shí)驗(yàn)室建立了不同格室的展開尺寸大小、不同的土工格室高度;瑪達(dá)維Latha 等制成不同土工格室和沙子和粘土填充材料、土工格室墊層(2006)。,在模型試驗(yàn)與附加壓力下,作為一個在邊坡穩(wěn)定分析得到的安全因素是很好達(dá)成一致,可以觀察出導(dǎo)致路堤失敗所需的最大附加壓力。
山東聯(lián)祥工程材料有限公司,公司位于馳名中外的“五岳之首”——泰安,周邊風(fēng)景秀麗,環(huán)境優(yōu)雅,西距中國肥桃之鄉(xiāng)30公里,南距文化名城孔府(曲阜)70公里,西距歷史古跡梁山50公里,北距省城濟(jì)南國際機(jī)場80公里,周邊與濟(jì)青、京滬、京福高速公路及104國道相連接,交通十分便利,通訊發(fā)達(dá)。
山東聯(lián)祥工程材料有限公司是專業(yè)從事土工合成材料及新型復(fù)合材料生產(chǎn)、研發(fā)的高科技民營企業(yè);是“中國土工合成材料工程協(xié)會”會員單位。公司占地40000平方米,注冊資本5080萬元,年產(chǎn)土工合成材料及新型復(fù)合材料4000噸,年銷售收入1.2億元,利稅800萬元?,F(xiàn)有員工300余人,其中具有高中級以上職稱的專業(yè)技術(shù)人員30名,擁有德國卡爾邁耶(KARL MALIMO)高速“拉舍爾”經(jīng)編機(jī)、瑪里莫(MALIM0)多軸向織機(jī)、道尼爾織機(jī),并掌握門澤爾公司涂層技術(shù)。
山東聯(lián)祥工程材料有限公司主要產(chǎn)品包括:抗裂貼,防裂貼,貼縫帶,鋼塑土工格柵,玻纖土工格柵,雙向塑料格柵,單向塑料格柵,滌綸土工格柵,PP焊接格柵,聚酯玻纖布,三維植被網(wǎng),土工布,土工膜,排水板,土工格室,軟式透水管,塑料盲溝,膨潤土防水毯及多種新型復(fù)合材料。產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國際標(biāo)準(zhǔn)。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于航空、航天、軍事、化工、石油;公路、鐵路、機(jī)械、水利、電力、水土保持及環(huán)境綠化與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域,產(chǎn)品受到工程界專家及廣大用戶的一致好評,并受到國內(nèi)外有關(guān)專家的認(rèn)同和贊譽(yù)。公司與全國十幾家科研院所及大專院校建立了密切的協(xié)作關(guān)系。
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