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有限元强度折减法在加筋格宾陡坡支挡结构中的应用

原文作者:
  黄向京,许桂林,陈润夏
发布时间:
  2014-08-19
来    源:
  中南大学 土木建筑学院,中铁工程设计咨询集团有限公司 郑州设计院
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摘要:依托我国第一座高速公路加筋格宾陡坡支挡结构——湖北大广北高速公路兰溪互通AK0+939.68~AK1+079.71,BK0+296.55~366.18 陡坡加筋土工程,以岩土工程专业有限元程序Phase2 V6.0 为研究平台,采用有限元强度折减法对该加筋格宾陡坡的稳定性进行评价。以经典极限平衡条分法的计算结果为基础,分析单元选型对计算结果的影响,提出采用有限元强度折减法计算筋材拉力分布,从而确定加筋土结构内部破裂面的方法,探讨填料黏聚力c、内摩擦角ϕ、网面拉力、地震力、填土重度、车辆荷载以及加筋间距等重要参数对安全系数的影响。相关成果可指导具体工程设计。
1 引 言
    20 世纪90 年代,在马来西亚班吉—赛满义公路建设中,将双绞合六边形钢丝网工程构件技术延伸开发,与格宾结构结合形成了加筋格宾结构,应用于路肩加筋土挡土墙中,取得了良好的效果。短短数十年间,该技术迅速应用于全球数千项公路、新技术,目前国内尚无相关规程指导设计、施工[1,2]。
    在加筋土陡坡结构稳定性分析中,世界各国的设计规范中大多采用考虑筋材拉力的极限平衡条分法。除自身固有的局限性外[3],该方法在考虑筋材拉力时,假定各层筋材均处于极限状态,即位置相同的筋材发挥同等的拉力。这显然与实际情况不符。有限元强度折减法通过不断降低岩土体强度使边坡达到极限平衡状态,从而可直接计算得到边坡滑动面和强度的储备系数,非常符合工程设计[4]。该方法不需要假定滑动面的形状和位置以及筋材的拉力,可由程序计算得到所有潜在滑动面,开创了边坡稳定分析的一个新领域。本文介绍了有限元强度折减法在加筋土陡坡工程中的实际应用,以供相关工程技术人员参考。
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