既有砌石挡土墙网锚联合加固措施的有限元分析

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砌石挡土墙因其原料丰富,形式简单,取材方便,施工简便,大量地存在于我国公路铁路沿线。然而,过去所建造的砌石挡土墙由于多方面的原因,已不能满足实际使用要求,而不得不进行大面积补强加固。因此,在继承前人的研究成果的基础上,研究探讨新的更为科学有效的加固技术,是十分重要的课题。网锚联合加固措施作为一种新兴的、技术含量高的加固方法,凭借其较高的研究、推广价值以及巨大的社会经济效益,近些年来,逐渐为广大学者所关注。因此对于网锚联合加固措施的研究有着很强的必要性和十分重要的实际意义。本文根据试验条件,利用ABAQUS有限元分析软件对既有砌石挡土墙进行了数值模拟计算。研究了砾石层形状对既有砌石挡土墙稳定性的影响,以及崩坏防止网材料、厚度和锚杆长度对加固措施加固效果的影响。首先,对砌石挡土墙倾斜加载试验进行简要介绍,包括对试验用模型尺寸,量测内容,材料参数,加载装置作出相关说明。然后根据试验条件,利用ABAQUS有限元分析软件建立砌石挡土墙的三维有限元计算模型。在模型中,定义了材料本构关系,并充分考虑挡土墙模型各部分的相互作用后在多个位置设定接触,并对其进行单向倾斜加载数值计算。获得了荷载-位移曲线,挡土墙砌石间接触压分布,背面土体应力分布,等效塑性应变分布等多种数值模拟结果,将其与试验结果进行对比,证明了数值模拟方法的合理性及准确性。在此基础上,对挡土墙模型中砾石层的形状作出了改变,探究了砾石层形状对砌石挡土墙稳定性的影响。接着,建立了网锚联合加固后的挡土墙有限元模型,其中,崩坏防止网的材料分为聚乙烯材料和传统细石混凝土模拟,从荷载-位移曲线,背面土体最大主应力等多个方面分析了网锚联合加固措施对提高既有砌石挡土墙稳定性的作用。由于在网锚联合加固措施中,崩坏防止网的厚度及锚杆长度是两个非常重要的参数,对加固效果有很大的影响,因此本文随后对其进行了变参数分析,重点讨论了倾斜破坏角度,荷载-位移数据,等效塑性应变区分布等情况,得出了一定的规律。对实际工程具有一定指导与借鉴意义。
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