加筋格賓網粉質粘土數值研究

摘要:結合川西南地區某井場道路軟土工程實例，運用FLAG")建立了數值分析模型，對格賓網加筋粉質粘土進行了數值模擬研，指出格賓網加筋粉質粘土可以有效降低路面不均勻沉降、減小路堤邊坡變形，避免出現應力集中的現象。

川西南地區由于地質以及氣候的作用，粉質粘土以及淤泥質 軟土占很大比例，此類軟土吸水能力強，毛細現象顯著，且能長期 保持水分，不易揮發。傳統的軟土處理方法，如換填法，土壤固化 劑法，由于粘土層較厚、含水率較高的原因，均不能達到理想的 效果。
蔣建清、楊果林等人[l〕將格賓網引入道路工程中，進行了紅 砂巖粗粒土加筋試驗研究，取得了良好的效果。在此研究的基礎 上，通過運用FLAC3"模擬格賓網加筋粉質粘土，探究了其加筋粉 質粘土的工程特性。
1 FLAC3n程序簡介
FLAG (Fast Lagrangian Analysis of Continua，連續介質快速拉 格朗日分析)是由Cundall和關國ITASCA公司開發出的有限差分 數值計算程序，主要適用地質和巖土工程的力學分析。巖土工程問 題內在的復雜性及缺乏合適的分析工具推動了FLAG (1986年)和 FLAC3" (1994)的開發。今天，兩種程序已經在全世界范圍內獲得 了廣泛應用。
FLAG")程序設有空單元模型;各向同性彈性材料模型;橫觀 各向同性彈性材料模型;德魯克一布拉格(Drucker}rager)彈塑性 模型;摩爾一庫侖(Mohr}:oulomb)彈塑性模型;遍布節理材料模 型;應變軟化/硬化塑性材料模型;雙線性應變硬化/軟化一致節 理模型;雙屈服塑性材料模型;改進的劍橋(Camwlay)模型等多種 本構模型[Cz-il。
另外，程序設有結構單元模型，有梁(Beam)單元、錨桿(Ca- ble)單元、樁(Pile)單元、殼(Shell)單元、土工格柵(Geogrid)單元 和襯砌(Liner)單元，單元通過node和link相連，可以實現不同單 元的連接。此外，程序允許輸入多種材料類型，亦可在訓一算過程 中改變某個局部的材料參數，增強了程序使用的靈活性，極大地 方便了在訓一算上的處理。同時，用戶可根據需要在FLAC3"中創建 自己的本構模型，進行各種特殊修正和補充。
2數值分析模型的建立
針對現場鉆前工程公路處治情況，采用FLAG")分別建立了數 值分析模型，對普通連砂石換填與格賓網加筋效果進行對比。其 中，地基與路堤填土本構模型均采用Mohr}:ouloml}模型。格賓網 結構采用各向同性彈性模型。數值模擬中格賓網及填土的主要 參數如表1所示，相關材料間的接觸而參數如表2所示。

FLAG")數值模型路堤及相關尺寸如圖1所示，其中圖1b)為 普通連砂石換填數值模型。圖2為格賓網加筋示意圖和數值模 型。格賓網加筋模型底部為80 c，固結土，用砂土參數進行模擬。 上部80 c，的淤泥質軟土。道路結構層的設計為底部20 c，的連 砂石換填，兩側按照1: 1.5比例放坡。上部20 c，高的格賓網內 填人頭石與級配碎石。頂部8。，的碎石磨耗層為道路的而層。 普通連砂石對比組數值模型如圖1所示。下部軟土層結構相同， 上部道路結構層為40 cm普通連砂石換填，頂部8 cm碎石磨 耗層。
鉆前工程公路路堤的承載力必須能滿足日常工作時，各種汽 車車輛的行駛，特別是大型機械工程車輛。因此在數值模擬時， 考慮作用在路堤表而的荷載為并裝三軸掛車的最大允許軸荷(限 值:24 t ;軸距:1.4 m)，其他參數為車寬2. 5 m，單側作用而積。

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