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桥头跳车现象是高速、一级等高等级公路常见的工程问题之一,也是世界交通工程难题。随着社会进步与发展,高速公路已成为现代化建设不可或缺的重要基础设施,如果桥台台背回填土不适当地处理,容易导致桥头跳车现象的发生。桥头跳车在各等级公路中潜在危害极大,不仅影响乘车的舒适性,而且降低了行车的性,并使得桥头路面加速破坏,增加路桥维护成本,带来严重的经济损失和社会不良影响。因此,如何有效地进行桥台台背回填土处治、有效控制桥头跳车、保证公路交通正常、高速运营已引起全球的关注。 目前有机高分子土工合成材料在工程中广泛应用,土工格室是土工合成材料中具有较好力学性能的新型材料。本文针对如何防治桥头跳车技术开展研究,首先对土工格室加筋处理桥头跳车问题进行力学分析,研究利用土工格室材料的特点和性能,考虑土工格室的水平剪应力作用,计算水平剪应力作用下的地基内部应力场和位移场,在此基础上分析土工格室加筋台背填土减小差异沉降的力学机理。本文通过理论计算,分析了有无土工格室加筋的桥台路基沉降及变化规律,计算结果分析表明,路基沉降是引起不均匀沉降的重要原因,合理的加筋能减小路基与桥台之间台阶沉降。通过应用ABAQUS对桥台路基沉降的有限元数值计算分析表明:路基沉降量随着加筋层数的增加而减小,
工程中常规处理路基的方法无需赘述,其目的就是提高地基材料的抗剪力和摩擦力,减少或延缓地基材料在荷载的压力或震动作用下发生移动的能力,因而工程中对材料的要求必然有许多苛刻的限制,如果不能就近获取所需材料,就需要外购这些材料,购买材料的费用和运输费用占去整个工程成本的很大部分。而使用土工格室就可以就地或就近取材,甚至可以使用在常规情况下不能使用的材料,从而大幅度减少材料购置费用和运输费用。为什么会这样呢?土工格室承载情况示意:在集中载荷作用下,受力的主动区1依然会把所受的力传递给过渡区2,但由于格室壁的侧向限制和相邻格室的反作用力,以及填料与格室壁的摩擦力所形成横向阻力,抑制了过渡区2和被动区3的横向移动倾向,从而使路基的承载能力得以提高。
本研究以土工格室为研究对象,通过土工格室加筋土的抗弯承载特性和筋土界面特性的试验研究,探讨土上格室加筋土的加固机理。 本研究通过承载力室内模型试验,得到PIV画像解析图片,利用PIV画像解析方法和数字图像处理技术,对地基内部砂的运动,细观结构的图像进行定量和定性分析,得出地基砂土在条形均布荷载作用下,加筋前后各项参数和各种应力、应变场的变化规律。在模型试验中将变形量测系统用于分析加筋地基加载变形破坏的位移、地基内部局部剪应变场的图像,用以研究加筋地基的破坏模式和破坏面发展机理。采用有限元模拟分析地基砂内部的局部应力状态,解析地基砂内外部的应力场、应力路径及内力变化。本研究将基础模型按照实际基础同比例缩小进行加筋土界面特性的试验研究实验,利用拉拔试验装置和位移计测土体内部位移连续变化进程,得到土工格室拉拔抵抗力产生的原理模式图像和土工格栅位移与拉拔抵抗力的分布状况图像,比较分析土工格室和土工格栅的拉拔特性,研究土工格室和土工格栅的位移传递机制。通过静承载力试验和纸状的压力传感器测定应力分布,对补强机理、应力分散效果进行探讨。利用应力测定系统,研究加筋土的网兜效应和抗弯刚性及应力分散效果。 通过现场简易承载力试验比较不同种类补强材料的补果,复核土工格室模型与原型的系统相似定理。
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