立体加筋土结构三维有限元分析

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加筋土是一种在土中加入加筋材料以提高土体各项性能的一种复合结构,近年来加筋土技术得到了迅猛的发展。加筋形式对加筋结构的受力、强度特性及稳定性都有影响,合理的加筋形式可以最大限度发挥筋材的加筋作用。本文在导师的指导下,提出了一种新形式的加筋方式:立体加筋,并运用限元软件ANSYS对模型进行了计算,主要从以下四个方面对模型进行了分析: (1)竖向筋高固定(18mm),加筋层数不同情况下(5层、7层、9层)立体加筋结构的受力及位移特性,分析层数对立体加筋结构的影响; (2)加筋层数固定(7层加筋),竖向筋高不同情况下(5mm、10mm、18mm、24mm、30mm)立体加筋结构的受力及位移特性,分析竖向筋高对立体加筋结构的影响; (3)不同荷载下各模型受力及位移特性,分析对比各种加筋形式的作用效果; (4)立体加筋中筋材上竖向加筋上的应力分布。针对这种新的加筋方式,文中分别从摩擦加筋理论和准粘聚力理论两个方面对土工加筋基本理论进行了新的阐释,并分析了立体加筋结构的强度特性和稳定性。分析结果表明:竖向筋的存在减小了加筋土结构的侧向位移和竖向沉降,改善了土体的力学性能,立体加筋可以作为一种新形式的加筋方式运用到实际工程中。
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