浅谈土工带加筋碎石垫层地基的试验、应用及理论研究

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1、太原理工大学博士学位论文土工带加筋碎石垫层地基的试验、应用及理论研究姓名：黄仙枝申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：白晓红20050401太原理工人学博士研究生学位论文788145土工带加筋碎石垫层地基的试验、应用及理论研究摘要根据土工带加筋碎石土和素碎石土的室内、外试验结果，分析不同加筋参数对建筑加筋垫层地基工作性状的影响，通过理论研究与工程应用，提出了实用的土工带加筋垫层地基承载力计算公式，为加筋技术在建筑地基中的应用提供了试验和理论研究基础。第一，在大型静力三轴试验中首次采用与实际工程完全一样的土工筋带

2、加筋，试验真实地反应了实际工程中加筋土体的应力一应变特性。并在国内首次进行建筑地基加筋的现场原位大尺寸载荷试验，探讨加筋参数对垫层底的土压力分布、土工筋带应力及加筋地基承载力的影响。第二，通过试验结果的研究分析和实际工程应用，提出实用的土工带加筋垫层地基承载力计算公式，该公式全面反映了加筋参数，诸如：筋材、加筋层数、首层加筋间距、加筋间距、加筋线密度等对加筋垫层地基承载力的影响，该公式对条形基础、矩形基础均适用。第三，从试验结果发现：(1)加筋碎石士的本构关系符合邓肯一张双曲线非线性模型，加筋土强度服从“准粘聚力”

3、原理，加筋土与素碎石土的强度包线几乎平行，内摩擦角基本相等，加筋土较素碎石土的抗剪强度提高一“准粘聚力”。(2)素碎石垫层加筋后，加筋垫层应力扩散明显增强，加筋复合地基承载力提高，沉降减小。因此建议土工带加筋垫层的应力扩散角可不受《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2002)中，Z／B<0．25时应力扩散角0=O的限制。(3)不是筋材极限抗拉强度越大加筋效太原理工大学博士研究生学位论文果越好，加筋效果与加筋参数、筋材及围压有关，影响加筋效果的加筋参数依次为：筋材性质、加筋层数、首层加筋间距、加筋间距、加筋线密

4、度。(4)通过试验研究、理论分析结合工程应用，提出太原地区软弱土地基TG玻塑筋带最优加筋参数：N=2；U=O．17Z；H=O．33Z；LDR=33．3％(z为加筋垫层厚度)。最后，采用复合模量法对土工带加筋垫层复合地基进行非线性有限元分析，把加筋垫层看成具有单一复合模量且本构关系符合邓肯一张非线性模型的加筋复合士体，周围土采用Drucker—Prager弹塑性模型。通过有限元分析，讨论了不同加筋参数下加筋垫层地基的强度一变形关系及垫层底的土压力分布，并将有限元计算结果和现场原位试验实测结果进行对比，具有良好的～致性

5、，验证了有限元计算模型的正确性和计算参数的合理性。关键词：大型静力三轴试验，现场原位大尺寸载荷试验，应力一应变关系，加筋垫层地基承载力，应力扩散，有限元分析太原理工大学博士研究生学位论文THEEXPERIMENTALANDTHEORETICALRESEARCHANDITSAPPLICATIONOFGEOBE【JREINFORCEDGRAVELCUSHIONFOENDATl0NABSTRACTThispaperprovidesanexperimentandtheoreticalresearchbasisforfurt

6、herapplyingofgeobeltreinforcedgravelsoilcushiontobuildingfoundation．Accordingtothelarge—scaletriaxialtestsandin—situloadtests，theeffectsofdifferentreinforcementparametersontheworkingpropertiesofgeobeltreinforcedgravelcushionfoundationareinvestigatedandanalysed

7、indetail．Bytheoreticalresearchandengineeringapplicationofgeobeltreinforcedgravelsoil，acalculationfornmlaoffoundmionbearing—capacityongeobeltreinforcedcushionisdrawnout，Atfirst，Thelarge—scaletriaxia[consolidateddrainedshearingtestshavebeencarriedoutforgeobeltre

8、inforcedcrushedgravelsoilandnon—reinforcedcrushedgravel，inwhichisrealgeobeltusedinengineeringprojectwasinsteadofthinnetclothes．Theresultscanfullyreflecttherelationshipstress—strain