山區(qū)公路石籠擋土墻穩(wěn)定數(shù)值模擬研究.pdf

1、現(xiàn)如今我國交通四通八達(dá)，最普遍的出行方式莫過于汽車，而承載汽車交通的就是貫穿全國的公路網(wǎng)。在我國西南、西北地區(qū)，多山脈、多丘陵，其他交通出行方式?jīng)]有完全普及到，所以山區(qū)公路尤為重要，如同國民命脈，對(duì)山區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、政治溝通、文化交流起著至關(guān)重要的作用。但由于山區(qū)復(fù)雜的地質(zhì)條件引起的水毀、塌陷等地質(zhì)災(zāi)害，對(duì)山區(qū)公路的延伸和使用形成了很大的阻礙。所以牢固的沿河路基和能快速搶險(xiǎn)救災(zāi)的支擋方式是生活在隱形災(zāi)區(qū)人們的迫切需求。石籠擋土墻憑其獨(dú)特的

2、柔性結(jié)構(gòu)、取材便利、施工方便、生態(tài)環(huán)保等特點(diǎn)，在這些地質(zhì)復(fù)雜的山區(qū)備受青睞。但在常規(guī)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員并不會(huì)考慮其柔性結(jié)構(gòu)的變形作用，所以對(duì)石籠擋土墻受力特點(diǎn)的研究是一個(gè)很重要的課題。離散元顆粒法是目前最活躍、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛的一種數(shù)值計(jì)算方法，其不受變形量限制，可方便的處理非連續(xù)性介質(zhì)力學(xué)上的問題。PFC軟件是在此基礎(chǔ)上建立的，巖土工程中介質(zhì)的開裂、分離等非連續(xù)離散問題都可以用此軟件有效的模擬。利用PFC3D建立的石籠擋土墻的離散元顆粒模型，

3、可以得到墻體在不同土壤填筑條件下豎直和水平方向上的土壓力的值。仿真模擬是研究填土和石籠擋墻形成的整體，能夠相對(duì)直觀地考慮由于變形產(chǎn)生的土壓力消散作用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴綜合介紹了離散元理論和顆粒流理論的基本原則及方法，并分析其特點(diǎn)。⑵分析填土的三軸壓縮試驗(yàn)和石籠單體的無側(cè)限壓縮試驗(yàn)，分別獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并繪制成應(yīng)力應(yīng)變曲線圖，并在此基礎(chǔ)上分析填土和石籠單體的變形情況和特點(diǎn)。⑶建立小型顆粒流模型模擬相對(duì)應(yīng)的室內(nèi)試驗(yàn)，確定顆粒

4、摩擦系數(shù)f在0.3～0.45之間，圍壓墻體剛度應(yīng)為顆粒剛度的0.1倍，壓盤剛度應(yīng)為顆粒剛度的10倍為佳;最后通過比較室內(nèi)試驗(yàn)和模擬計(jì)算的應(yīng)力應(yīng)變曲線圖，確定填土、石籠單體和荷載的摩擦系數(shù)f、切向剛度Ks、法向剛度Kn、法向壓強(qiáng)n_bond、切向壓強(qiáng)s_bond等細(xì)觀參數(shù)的標(biāo)定值。⑷在實(shí)際工程的基礎(chǔ)上，利用分析得到的材料細(xì)觀參數(shù)，建立石籠擋土墻仿真模型?？刂谱兞?，分析對(duì)比石籠擋土墻在不同墻體高度、不同基礎(chǔ)延伸、不同填土的情況下的穩(wěn)定狀態(tài)，