加筋高陡边坡离心模型试验与数值模拟.pdfVIP

第31卷 第3期 长 江 科 学 院 院 报 Vol_31 No．3 2014年 3月 JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstitute Mar． 2 0 l 4 DOI：10．3969／j．issn．1001—5485．2014．03．009 2014，31(03)：65—68，76 加筋高陡边坡离心模型试验与数值模拟 李 波 。徐丽珊 ，龚壁卫 ，俞武华 (1．长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室，武汉 430010； 2．中交第二航务工程勘察设计院有限公司，武汉 430071) 摘 要：采用离心模型试验和二维有限元法，研究加筋高陡边坡的加筋机理及其对边坡稳定性的影响。开展2组 离心模型试验 ，逐级增大加速度直至边坡发生破坏，分析无加筋边坡与加筋边坡的变形和土压力随分级加载过程 的变化规律。基于离心模型试验的基本参数，建立有限元模型，通过对比计算结果与离心模型试验结果 ，验证数值 模型的合理性；进一步采用该数值模型开展填料强度与加筋体抗拉强度对边坡稳定性的敏感性分析。研究结果表 明：加筋体的引入能够有效提高安全系数，但对沉降影响较小；无加筋边坡与加筋边坡的破坏形式不同，无加筋边 坡坡肩垮塌，而加筋边坡主要在 1／6～1／3边坡高度处出现应力集中。 关键词：加筋边坡 ；离心模型试验；有限元 ；边坡稳定性 中图分类号 ：TU472 文献标志码：A 文章编号 ：1001—5485(2014)03—0065—04 式，增强土体的整体稳定性。国外许多学者也开展 了类似的离心模型试验 J。已有研究均表明加筋 1 研究背景 边坡主要受填料强度和加筋体抗拉刚度的影响。离 加筋土技术通过在土体内铺设或掺加土工合成 心模型试验中可通过逐级增大加速度模拟分层填筑 材料来改善土体强度，因其具有美观、安全性高、施 施工过程，进一步采用小尺寸数值模型，通过提高其 工方便、抗震性能高等优点，已成为高陡边坡设计的 重力加速度值完全反映离心模型试验的结果 J。 主要结构形式之一…。但加筋边坡设计理论和设 本文采用 2组离心模型试验，通过量测边坡坡 计方法 尚未成熟，无法准确分析加筋边坡的变形和 肩沉降、内部分层变形 、土压力等研究加筋边坡的破 破坏机理。离心模拟技术通过高速旋转的离心场模 坏模式。离心模型试验通过逐级增大离心加速度模 拟重力场，在研究重力作用 占主导作用的边坡问题 拟边坡的分层填筑，并基于离心模型尺寸建立数值 中具有独特的优势。目前，国内外诸多学者已开展 模型。采用两者相结合的分析方法研究无加筋边坡 了加筋边坡离心模型试验，并进一步与数值分析方 与加筋边坡的变形和破坏规律，并通过数值模拟进 法进行对比验证。 行参数分析，进一步探讨填料强度、加筋体抗拉强度 离心模型试验与数值模拟相结合的分析方法更 对边坡变形和安全系数的影响。 利于研究高陡加筋边坡的加筋机理。介玉新等 研究表明加筋能明显提高边坡稳定性，改变土体受 2 离心模型试验 力破坏性质，素土的破坏往往是突发性的，而加筋土 的破坏是渐进的。章为民等 研究了加筋挡墙的 2．1 试验方案 破坏形式和破坏机理，表明加筋土挡墙的破坏面近 表 1为离心模型试验方案。共进行2组离心模 似对数螺旋线，建议在计算分析中采用0．3H型破坏