加筋粉煤灰高支挡结构有限元分析-东南大学学报.PDF

第28 卷第6 期 东 南 大 学 学 报 Vol28 No6 1998 年11 月 JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITY Nov. 1998 石名磊 邓学钧 江瑞龄 谈长庆 ( 东南大学交通学院, 南京210096) ( 淮阴交通规划设计院, 淮阴223001) 用有限单元分析的数学方法, 应用弹性非线性岩土模型, 成功地对一加筋粉 煤灰支挡结构力学性状进行了分析, 计算过程模拟了逐层施工. 数值计算结果与原位 测试基本一致, 并为加筋土技术应用于大型、重要工程提供了技术基础. 加筋粉煤灰支挡; 有限单元分析; 粉煤灰 TU 723 加筋土( Reinforced Earth) 是一种在素土( 松散介质) 中加入高模量抗拉筋材的复合 构, 类似于钢筋混凝土, 加筋土体中的拉应力通过土与筋材间的界面剪切作用传递到相邻的拉筋 上, 而筋材间土体仅承受压应力及剪切应力, 从而使加筋土成为具有一定自承约束的复合 构. 现代加筋土技术是本世纪60 年代初, 法国人Henry Vidal[ 1] 首先提出的, 并在当时获得专 利. 加筋土技术最常见的应用是加筋土支挡 构, 各种形式和用途的加筋土支挡 构已成功 地应用于许多国家和地区, 实践证明这一技术具有经济、稳定、方便、适应性好及美观等特 [2] 点 . 加筋土 构的有限单元分析起步较晚, 70 年代后开始运用该方法预测加筋土 构的变形 及内部稳定性分析. 有限单元分析的优越性是将加筋土体 构的变形协调性和应力平衡 合 在一起, 克服了传统极限平衡理论将两者完全分开的局限, 并且可以模拟某些复杂性质及过 程. 有限单元分析为加筋土技术在重大 构中的应用提供了理论上支持. 1 在本文中, 加筋粉煤灰支挡 构有限单元分析按平面应变问题处理, 采用了中点增量法, 将加筋粉煤灰支挡 构中粉煤灰、筋材及面板分开并分别以四节点等参元、杆单元及梁单元代 替, 各材料间的界面引入GOODMAN 界面反应单元. 11 [ 3] 采用的岩土本构关系为DUNCAN 双曲线E-B 模型 , 该模型是著名DUNCAN-ZHANG 双曲线E-模型的改进型. 在E-B模型中仍采用切线弹模E 表示压实粉煤灰及地基土的受剪 t 非线性及应力相关性, 即 2 n Rf (1- sin ) ( 1 - 3) 3 E = 1- KP hi (1) t is a 2ccos + 23sin Pa 收稿日期: 1998- 06- 02, 修改稿收到日期: 1998- 09- 2 . 12 东 南 大 学 学 报 第28 卷 而E-B 模型中的体积模量B 的应力相关性用下式表示 m 3 B = K P (2) b a Pa 2 粉煤灰的非弹性性质是通过加载和卸载- 再加载时模量的不同取值来表