课题基金 / 基金详情

高填方网格状立体格栅加筋土挡墙的地震灾变机理及防控对策

批准号:
52078285
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
刘飞禹
依托单位:
学科分类:
岩土与基础工程
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘飞禹

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
加筋土挡墙具有施工便捷,成本低,占地少等优点,然而业界对加筋土挡墙的地震灾变机理缺乏统一认识,对其抗震设防措施也缺乏系统研究,严重制约了加筋土挡墙在高填方工程中的应用。本项目拟采用3D打印技术制作网格状立体格栅,并对该类格栅与粗颗粒土进行单向直剪试验,分析格栅横肋厚度,纵肋、横肋间距等对界面剪切强度的影响,对立体格栅尺寸参数进行优化;采用最优的格栅与粗颗粒土进行大型循环直剪试验,模拟地震发生时加筋土挡墙筋土界面的相互作用,研究筋土界面的循环剪切特性,建立反映筋土界面动力相互作用机理的理论模型,并与试验结果对比验证其正确性;采用最优格栅建造高填方网格状立体格栅加筋土挡墙模型,通过大型振动台试验研究该类挡墙在地震作用下的失效机理,并采用FLAC3D软件建立该类挡墙的三维地震动力响应分析模型,对影响挡墙抗震性能的关键因素进行分析,提出相应的抗震设防对策,为推广和应用该类挡墙提供系统理论和方法。
英文摘要
Reinforced soil retaining wall has been widely used in construction due to its convenience, low cost, and less land occupation. However, there is no unanimous understanding of failure mechanism for reinforced soil retaining wall under seismic loading. And the seismic fortification measures of reinforced soil retaining wall are not enough to avoid earthquake disaster. All of that seriously restricted the application of reinforced soil retaining wall in high filled engineering. This project intends to use 3D printing technology to produce a new kind of latticed 3D-geogrid. A series of monotonic direct shear tests will be performed on the interface between the 3D-geogrid and coarse-grained soil to select the best 3D-geogrid samples by comparing and analyzing the influence of transverse rib thickness, spacing and other factors on shear strength of the interface. Then cyclic direct shear tests will be carried out on the interface between the best 3D-geogrid and coarse-grained soil to study the laws of shear stress variation and volume change of the soil-geogrid interface under seismic loading. A theoretical model reflecting the dynamic interaction of soil-geogrid interface will be established and compared with the test results to verify its correctness. The best 3D-geogrid will be used to construct multiple high-filled reinforced soil retaining wall models. The failure mechanism of high-filled reinforced soil retaining wall under seismic loading will be studied through large-scale shaking table tests. The 3D dynamic analysis under seismic loading will be established by FLAC3D. The key factors affecting the seismic behavior of the retaining wall will be analyzed, and the corresponding antiseismic recommendations will be proposed. The results obtained from this study could provide systemic theories and methods for popularization and application of this kind of reinforced soil retaining wall.
筋土界面相互作用特性对加筋土结构的性能具有重要影响。本项目采用3D打印技术制作立体土工格栅,通过室内大型静动态直剪仪、离散-连续耦合数值模拟、数据驱动方法及振动台模型试验等多种手段,系统研究了立体土工格栅加筋土结构的静动力响应。.首先,采用单调和循环直剪试验对筋土界面的剪切特性进行了研究。在筋土界面单调剪切试验中,对比平面与立体格栅发现,立体格栅横肋厚度增加时,筋土界面剪切强度系数增大,加筋效果显著提升。同时,建立了横肋侧阻力理论计算公式,理论计算结果与试验值的误差小于10%。筋土界面循环剪切试验表明,界面剪切应力-剪切位移滞回曲线的面积随循环次数增加而增加,横肋厚度增加对滞回曲线面积的影响程度减弱。研究还确定了界面剪切刚度的最优横肋厚度与颗粒粒径比为6.67。.然后,采用数值模拟方法建立了离散-连续耦合数值分析模型,从宏、细观角度分析了立体土工格栅和粗粒料的作用机理。分析表明立体土工格栅加筋界面能动员更大范围的颗粒错动和嵌锁,其应变能峰值和波动幅值更大,且增厚横肋可弱化界面滑移趋势。提出了基于LSTM网络的筋土界面循环滞回响应预测方法,构建的数据库涵盖多因素影响数据。该模型预测值与真实值吻合良好,能有效捕获筋土界面循环滞回特性。.此外,采用振动台模型试验研究了平面和立体格栅加筋土挡墙的破坏模式,通过时频域分析发现立体格栅加筋土挡墙对高频能量过滤、低频能量放大效果更明显。.最后,采用数值模拟的方法对实际工程进行了分析研究,明确了峰值加速度、加筋间距等因素对挡墙位移、沉降等的影响规律。.本项目成果丰富了立体格栅加筋土界面的相互作用机制的理论,为加筋土挡墙设计提供试验支撑和理论依据,对推动立体格栅加筋土工程技术的发展具有重要参考意义。
交通荷载作用下立体格栅加筋土挡墙的失稳机理及对策
  • 批准号:
    52378355
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    刘飞禹
  • 依托单位:
絮凝-真空预压-电渗联合处理吹填流泥的加固机理及固结理论研究
  • 批准号:
    51878402
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    刘飞禹
  • 依托单位:
交通荷载作用下格栅加筋三明治形混合填料挡土墙的变形机理研究
  • 批准号:
    51678352
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    刘飞禹
  • 依托单位:
格栅加筋Sandwich形黏土-砂混合填料挡土墙的破坏机理及抗震性能研究
  • 批准号:
    51478255
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    83.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    刘飞禹
  • 依托单位:
国内基金
海外基金