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1、简述离心模拟技术的定义及其在加筋土挡墙实验中的应用-->【摘要】代写岩土工程论文离心模拟技术是一种评定工程设计、检验数值计算方法、研究新理论等的重要手段。本文将其应用于超高三级加筋土挡墙的研究中。在离心模型试验的基础上,分析研究了各级加筋土挡墙墙背土压力与墙高、时间的关系,CAT复合拉筋拉力在长度上的分布规律等等,得出与实际情况较相符的结论,旨在为其实际工程应用提供参考。【关键词】离心模型试验;加筋土挡墙;应用研究；离心模拟技术1 引 言始于20世纪30年代的离心模拟技术,就是利用离心机产生离心力场,提高模型土体的体积力,形成人工的
2、重力,来模拟原型在地球重力场中的受力状态,即利用离心机产生n倍的重力加速度,达到模型与原型所受的重力完全相等,以保持其力学特性的相似性。它是评定工程设计和工程措施、检验数值计算方法、进行机理研究和探索新理论以及分析工程事故的重要手段。2 加筋土挡墙的离心模型试验加筋土挡墙是由填土、在填土中布置的带状拉筋和挡墙面板三个部分组成的整体复合结构[1]。三峡移民工程某三级道路加筋土挡墙,从路面向下分别为第一级、第二级和第三级挡墙,挡墙高度分别为12m、18m和27m,其总体高度达57m(图1),目前居国内之首。离心模型试验模拟施工开始到结束(
3、施工期)。根据相似准则,算出施工期模型运转时间为62•2min。2•1 土压力研究2•1•1 土压力与时间的关系在加筋土挡墙相似模型的第一级、第二级和第三级面板上,分设了2个、3个和3个土压力传感器,每次间隔1min采集土压力数据。由土压力P随加载时间t的变化和相似准则,绘出P鶫t曲线(图2)。可见,挡墙上各测点的土压力随时间的变化情况非常复杂,表现为随着时间的延长,土压力时而增加,时而减小,呈现出一个动态的变化过程。2•1•2 土压力与墙高的关系由各级模型加筋土
4、挡墙面板上相应点的土压力和等应力相似准则,在t=1min、23min(a=120g(a为加速度))、87min(a=120g)和108min(a=0)四个时刻,绘出各级挡墙墙背上的土压力P与挡墙自身高度H之间的关系曲线,第一级、第二级和第三级挡墙分别见图3、图4和图5。图3中,在t在23min和87min之间时,第一级挡墙墙背上同一点的土压力随时间的延长呈由小到大的趋势(墙顶除外),特别是在挡土墙的上半部分,同一点处土压力的增加值比较大。而在挡墙的下半部分,同一点的土压力增加值相对较小;在挡墙墙高的不同点处,土压力在1min、23mi
5、n、87min和108min时的大小也不同,表现出沿挡墙的高度呈两端小、中间大的曲线分布规律,这与岳祖润等[2]进行的压实粘性土填土挡土墙土压力分布规律一致。王永和、李宁军[3]则实测了加筋土挡墙(H=4•75m)墙背上的土压力,发现其值一般介于静止土压力和主动土压力之间,挡墙上部的土压力稍大于静止土压力。图4、图5与图3有相同的规律,即土压力沿挡墙墙高呈两头小、中间大的分布规律,与按文献[4]规定的计算结果有所不同。实际上,当加筋土挡墙的高度大于6m时,墙背土压力更接近于按朗肯土压力理论计算出的主动土压力。试验得到每级加
6、筋土挡墙墙背上的土压力均呈曲线分布。原因主要有二:一是加筋土挡墙属于柔性结构物,其变形受到墙后填土中CAT复合拉筋的制约。当荷载作用时,CAT复合拉筋的拉力限制了挡墙的侧向移动,使墙后的加筋土体达不到主动极限平衡状态。其二,从实测土压力的分布规律来看,在每级加筋土挡墙的上半部分,土压力随墙高的增大而逐渐增大;如果按照朗肯土压力理论计算,挡墙下半部分的土压力应比上半部分大,但是,实测的土压力在达到最大值后逐渐减小,说明CAT复合拉筋的抗拉作用抵消了部分土压力,故而出现两头小,中间大的分布形态。2•2 CAT复合拉筋的拉力2&
7、#8226;2•1 CAT复合拉筋拉力与时间的关系在第一级模型加筋土挡墙的CAT复合拉筋中选三根,在其上各布设了一定数量的应变片。根据相似准则得出拉筋上该点的拉力T随时间t的变化曲线,见图6。开始时,CAT复合拉筋的拉力随着加速度的增加(加荷过程)而增加,到达某一时刻(t=10min)时达到最大值。之后,虽然加速度(加荷)仍在不断增加,但拉筋的拉力却随加荷时间的增加而小幅减小。在t=23min、a=120g时,拉力随加荷时间延长而呈小幅度减小;在t=87min且a=120g时,施工期结束。随后减小加速度(卸荷),拉筋的拉力
8、却有一个短时间的增大,之后便随着加速度的减小而减小,最后(t=108min,a=0)趋近于某一值,且拉力较大值点,离开面板有一定的距离,基本上出现了两个峰值拉力点,且均出现在加荷和卸荷时间段内。可见,不论加荷还是卸荷,都
