土工布在改造松散岩土工程中的用途
浏览：1361 发布日期：2021-04-12 23:41:17
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土工布在改造松散岩土等物料的力学性能时是行之有效的，因此广泛应用于土质堤坝堆砌、尾矿处理、排土场建设中，因而加筋土在地质灾害防治中占有重要地位。加筋土是利用土工布的抗拉特性改造松散物料而得到的。加筋土的力学特性是土工布和松散物料力学特性相互作用的结果。
揭示了土工布提高加筋土强度的力学机理。假设：平行、分层布置的土工布在垂直布面方向是连续分布的;土工布是薄膜，不影响物料的力学特性;土工布、物料、加筋土的变形是相同的;加筋土的应力状态是土工布与物料二者应力状态的叠加;加筋土的破坏只发生在物料中。提出了土工布单元，给出它与加筋土单元、物料单元间变形受力关系。结论：土工布承担了拉力，削弱了物料分担的荷载，提高了加筋土的强度;据此，可以设计出土工布的布置方案。
对应较大切应力强度理论的优化布置加筋土的破坏分为土工布的破坏和物料的破坏。可通过调整土工布的间距使土工布工作在抗拉强度范围内。为了充分发挥土工布的抗拉特性，主要是通过优化夹角，使物料单元危险截面的破坏力为小。对于满足大切应力强度理论的物料，破坏力是大切应力;危险截面为大切应力所在的平面。切应力的平方及其一阶、二阶导数分别为：存在三个驻值点，它们的二阶导数在驻值点的值分别为驻值点受弹性常数和受力状态的限制，不具有一般性，需具体问题具体处理;加筋土单元分解为物料单元与土工布单元;土工布工作的力学机理55是极小值点，是布置土工布应尽量采取的。按照以上分析，土坝中，当土体压实后，土工布的布置应该是上凹的，并且在坡面处和坡面垂直。
对应Column强度理论的布置物料的破坏力为其中，β为从一主应力方向到某截面法线的夹摩擦角，C为粘结力。这样，土工布的布置问题，归结为函数max空间问题的分析，各向同性时弹性力学参数的确定考虑各向同性的物料，并认为土工布在布面内是各向同性的.取xoy坐标平面相切于布面.把胡克定律记作为刚度矩阵。由于又因为自由能是应变分量的二次函数，且布面内各向同性，所以，取单位矢量n为布面法向量，把土工布单元看作特殊的各向异性单元.所以，刚度张量除具有各向异性材料的对称性外，还具有如下特性：其中，τ为任一相切与布面的单位向量，即空间问题优化思路布面方位可由布面法向量相对加筋土单元主应力的两个参量确定。对于适合不同强度理论的各种物料来说，单元体的破坏力都可表示为布面法向相对加筋土单元体主应力方向的二元函数。
这样，土工布布置的问题归结为二元函数的小值问题。(1)分层布置的土工布引入连续性假设后，可建立既反映土工布力学特性又便于力学分析的土工布单元;引入变形一致性假设后，使土工布和物料受力符合叠加原理，叠加后等于加筋土的受(2)土工布能够改善物料的力学特性，形成加筋土，是因为发挥了土工布的抗拉特性。土工布布置的问题，可以归结为物料单元体破坏力的小值问题。对于不同的强度理论，分析方法是相同的，只是破坏力的定义不同。(3)加筋土单元体的主应力方向是受土工布布置影响的，这可以通过多次试算加以解决。首先预设一种土工布布置方案，求得加筋土主应力;然后以这个主应力为基础计算土工布布置方案，并求得更准确的加筋土主应力;如此重复到计算结果收敛为止。
此外，尽管本文的分析方法不仅适用于物料和土工布为线弹性的情况，然而，为了讨论方便，以下的分析以物料和土工布均满足线弹性为前提。平面应变时土工布的布置本节在平面应变范畴内讨论，其中的E(1)加筋土、土工布和物料的单元和应力状态对于加筋土坝等长条形构筑物，土工布布面垂直构筑物横截面，可抽象为平面应变问题。图1示在平面应变问题中，加筋土、土工布和物料三者的单元和应力状态的关系。表示加筋土单元在主应力下的应力状态，第三主应力方向到土工布法线的夹角是θ1(b)表示与土工布平行和垂直两组截面上加筋土的应力。图1中(a)和(b)是同一应力状态的两种表示根据连续性假设和变形一致性假设，土工布单元和物料单元重叠在一起形成加筋土单元，它们的应力状态满足叠加原理。
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