加筋土构造数值分析今朝存在的三种模式
加筋土构造数值分析今朝存在的三种模式
(1)复合伙料法
W. Jill Harrison等[lOl]假定土与筋材构成横不雅各向同性复合伙料,土与筋材为线弹性,给出了复合伙料相干弹性常数;Tien - Chien Chen等采取横不雅各向同性概念提出了一种推敲非线性的更一般的复合伙料办法;Karl M. Romstad等忽视各向异性材料的应力耦合效应,推导出加筋复合体的应力一应变关系表达式,并用于有限元计算;Cryczmanski等把用于地基补强的单层织物与四周必定厚度的砂土当成一种复合伙料,推导出该薄层复合伙料的弹性矩阵;Mahmoud等把均质材料的塑性理论与经典层压板理论结合起来分析土与土工织物所构成的复合伙料性质,假金刚网厂专业生产金刚网,规格齐全,是国内领先的钢丝网生产厂家定为一个位移整体,推导出可进行有限元计算的弹性矩阵;BrunoSudret等采取多相模型( Multiphase model)对加筋构造进行了分析;周世良应用应变相容概念和自洽办法构建了加筋土的复合伙料模型;肖成志在复合伙料模型中推敲了筋材的蠕变性质。
自从复合伙料办法应用于加筋土计算以来,国表里很多学者提出基于不合不雅点的材料模型,如弹性模型、弹性非线性模型、弹塑性模型以及推敲材料蠕变特点的流变模等。但存在以下闾题:①假定太多且部分假设与实际不符,限制了其实际应用;②复合伙料各向异性的强度准则极其复杂,给法度榜样计算断定造成很年夜艰苦;③单钢丝网是用低碳钢丝、中碳钢丝、高碳钢丝、不锈钢丝等材料编织或者焊接成网状材料的总称元尺寸的选择具有较年夜随便性,没有理论根据。
(2)筋一土分开模仿法
筋一土分开的办法相符人们的直不雅感到,各部分关系比较明白,是今朝最为常用的办法。如Andrawes等将土工织物采取线性单位模仿对加筋土进行计算;在接触面上,Yu Huang等在计算土工格栅与金属网加筋堤时,采取两节点连接单位模仿筋土之间的接触面;栾茂田、王家鼎等在土工格栅加筋挡墙与黄土路堤的计算中采取Goodman接触面单位;De-saj采取DSC模型和薄层单位模仿筋土接触面;张兴东等也采取Desai提出的办法对动荷载下的加筋土挡墙进行计算。
今朝国表里接触面本构模型与计算模型有R.F.Goodman等用于模仿节理岩体的无厚度接触面单位、接触面双曲线关系模型、接触面弹塑性模型、接触面的刚塑性模型、非线性薄层单位、剪切错动带单位、有厚度剪切滑移薄层单位等,采取这些办法对一些县体工程问题进行了研究,取得了一些有益的结论。但接触面单位划分的工作量过年夜,掩盖了土单位模型对计算成果的影响,接触面单位的计算后果和参数成为控制加筋土构造计算精确程度的重要身分,这与实际不符。
(3)等效附加应力法
1998年介玉新、李广信提出等效附加应力法,即把加筋土中筋材的感化等效成附加应力,并沿着筋材的偏向感化在土骨架上,然后对加筋土体进行计算。计算中仅出现土体单位,筋材的感化被算作外力感化于土体单位上,使分析计算年夜年夜简化。2007年两人又提出了其改进办法,通金刚网防盗纱窗采用高强度不锈钢丝编织而成,表面再经过电泳喷涂处理可长期抵御各种严峻天气或环境腐蚀因素如酸雨的损害,结构设计以人为本,真正实现无阻隔感,无遮挡感,无压抑感,室内随时保持明亮自然过增长附加矩阵达到直接求解的目标。该办法已被国内一些研究者作为加筋土计算的第三种办法,但其应用推广还尚待时日。
推敲到土体力学性质复杂多变,而加筋材料品种繁多、机能各别,筋土界面互相感化机理尚在研究之中等身分,笔者认为:纯真靠分析手段来精确估计土与筋材受力是相当艰苦的,在设计中,应以岩土力学道理为基本,应用原型不雅测和实验,参考工程实践获得的经验或半经验办法,结合加筋工程的具体前提建立实用分析办法以解决实际工程问题。