加筋格宾网粉质粘土数值研究

摘要:结合川西南地区某井场道路软土工程实例，运用FLAG")建立了数值分析模型，对格宾网加筋粉质粘土进行了数值模拟研，指出格宾网加筋粉质粘土可以有效降低路面不均匀沉降、减小路堤边坡变形，避免出现应力集中的现象。

川西南地区由于地质以及气候的作用，粉质粘土以及淤泥质 软土占很大比例，此类软土吸水能力强，毛细现象显著，且能长期 保持水分，不易挥发。传统的软土处理方法，如换填法，土壤固化 剂法，由于粘土层较厚、含水率较高的原因，均不能达到理想的 效果。
蒋建清、杨果林等人[l〕将格宾网引入道路工程中，进行了红 砂岩粗粒土加筋试验研究，取得了良好的效果。在此研究的基础 上，通过运用FLAC3"模拟格宾网加筋粉质粘土，探究了其加筋粉 质粘土的工程特性。
1 FLAC3n程序简介
FLAG (Fast Lagrangian Analysis of Continua，连续介质快速拉 格朗日分析)是由Cundall和关国ITASCA公司开发出的有限差分 数值计算程序，主要适用地质和岩土工程的力学分析。岩土工程问 题内在的复杂性及缺乏合适的分析工具推动了FLAG (1986年)和 FLAC3" (1994)的开发。今天，两种程序已经在全世界范围内获得 了广泛应用。
FLAG")程序设有空单元模型;各向同性弹性材料模型;横观 各向同性弹性材料模型;德鲁克一布拉格(Drucker}rager)弹塑性 模型;摩尔一库仑(Mohr}:oulomb)弹塑性模型;遍布节理材料模 型;应变软化/硬化塑性材料模型;双线性应变硬化/软化一致节 理模型;双屈服塑性材料模型;改进的剑桥(Camwlay)模型等多种 本构模型[Cz-il。
另外，程序设有结构单元模型，有梁(Beam)单元、锚杆(Ca- ble)单元、桩(Pile)单元、壳(Shell)单元、土工格栅(Geogrid)单元 和衬砌(Liner)单元，单元通过node和link相连，可以实现不同单 元的连接。此外，程序允许输入多种材料类型，亦可在训一算过程 中改变某个局部的材料参数，增强了程序使用的灵活性，极大地 方便了在训一算上的处理。同时，用户可根据需要在FLAC3"中创建 自己的本构模型，进行各种特殊修正和补充。
2数值分析模型的建立
针对现场钻前工程公路处治情况，采用FLAG")分别建立了数 值分析模型，对普通连砂石换填与格宾网加筋效果进行对比。其 中，地基与路堤填土本构模型均采用Mohr}:ouloml}模型。格宾网 结构采用各向同性弹性模型。数值模拟中格宾网及填土的主要 参数如表1所示，相关材料间的接触而参数如表2所示。

FLAG")数值模型路堤及相关尺寸如图1所示，其中图1b)为 普通连砂石换填数值模型。图2为格宾网加筋示意图和数值模 型。格宾网加筋模型底部为80 c，固结土，用砂土参数进行模拟。 上部80 c，的淤泥质软土。道路结构层的设计为底部20 c，的连 砂石换填，两侧按照1: 1.5比例放坡。上部20 c，高的格宾网内 填人头石与级配碎石。顶部8。，的碎石磨耗层为道路的而层。 普通连砂石对比组数值模型如图1所示。下部软土层结构相同， 上部道路结构层为40 cm普通连砂石换填，顶部8 cm碎石磨 耗层。
钻前工程公路路堤的承载力必须能满足日常工作时，各种汽 车车辆的行驶，特别是大型机械工程车辆。因此在数值模拟时， 考虑作用在路堤表而的荷载为并装三轴挂车的最大允许轴荷(限 值:24 t ;轴距:1.4 m)，其他参数为车宽2. 5 m，单侧作用而积。

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