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加筋土柔性桥台性能的FLAC数值分析

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加筋土柔性桥台性能的FLAC数值分析检测与分析GEOTECHNICALENGINEERINGWORLDVOL.11No.1收稿日期66加筋土柔性桥台性能的FLAC数值分析席永慧项宝(同济大学建筑工程系)摘要采用有限差分程序FLAC5.0来模拟加筋土柔性桥台,计算出土工格栅加筋土桥台结构的墙面板水平位移,加筋材料的内力与变形,讨论了应力在加筋土结构中的扩散形式,并与实测数据进行比较,提出加筋土桥台的应用方法。关键词有限差分法加筋土桥台挡土墙土工格栅过去的20年内,世界上建成了几十座加筋土桥台结构,加筋土桥台的一个显著特征是其在一定情况下可替代桩的使用,降低工程造价,解决桩基桥台与路基沉降不均匀产生的路桥过渡段问题[1~3]。1材料本构模型(1)土体本构模型:土工格栅加筋土挡土墙的填土大多为砂土,其在剪切作用下有剪胀剪缩现象;此外,砂土的强度及应力应变特性与砂土所受压力相关,压力小时剪胀现象更明显。本文采用目前岩土工程中广泛应用的Mohr-Coulomb本构模型,Mohr-Coulomb屈服准则表达式如下:[4]f=Sn-c-RntanU=0利用应力不变量可表示为:f(I1,J2,H)=13I1sinU+J2sinH+P3+J23cosH+P3sin-ccosU=0式中:Sn)剪应力;Rn)法向应力;c)粘聚力;U)内摩擦角;(0b[H[60b)。(2)加筋材料本构模型及模拟:土工格栅的受力特点是只能受拉,不能受压,且抗弯刚度很小,与薄膜材料的受力特点相似,由于土工格栅材料的抗拉强度和模量比较大,拉伸曲线在应力较小的情况下(一般小于5%)呈直线,考虑到土工格栅在填土中所受到的拉力远小于其抗拉强度,可以将土工格栅的本构关系近似地看成线弹性关系[1]。(3)面板材料及桥台基础的本构模型:面板材料与桥台基础均为混凝土结构,其强度与模量均远大于土体,在应力远小于其强度时,近似地呈线性关系,所以采用线弹性本构模型进行分析。2数值模拟计算本文采用了有限差分软件FLAC5.0进行数值模拟。FLAC程序采用的是快速拉格朗日方法,它基于显式差分法来求解运动方程和动力方程。FLAC除了自身强大的岩土工程分析能力外,还提供了内嵌扩展语言FISH,极大地增加了其功能和控制的灵活性。用户可以根据试验结果添加自己的本构模型,并对计算过程进行物理控制,如模型的分步制作、分步加载,破坏监控等[4、5]

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