基于PFC的樁承式路堤土拱效應(yīng)研究.pdf

1、目前,對(duì)于樁承式土拱效應(yīng)機(jī)理的研究,還只局限于宏觀層面,對(duì)于微觀層面的顆粒運(yùn)動(dòng)、受力、相互作用研究較少。巖土體是碎散狀的顆粒體,從微觀層面研究其作用機(jī)理是很有必要的。
　　本文以軟土地區(qū)樁承式路堤為研究對(duì)象?；陔x散單元法,對(duì)樁承式路堤土拱效應(yīng)進(jìn)行模擬。從作用機(jī)理與實(shí)際應(yīng)用兩方面入手,研究樁承式路堤土拱效應(yīng)。將路堤土體視為離散的顆粒體,利用PFC(Particle flow code)軟件模擬模型試驗(yàn),對(duì)樁承式路堤土拱效應(yīng)機(jī)理,進(jìn)

2、行了深入的分析;同時(shí)以江蘇某地樁承式路堤現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)為基礎(chǔ),模擬樁、土體參數(shù)改變情況下,樁承式路堤土拱效應(yīng)的響應(yīng)。主要工作內(nèi)容如下:
　　本文首先對(duì)樁承式路堤平面土拱模型試驗(yàn)進(jìn)行模擬,建立PFC模擬模型。重點(diǎn)分析土體成拱過程中的力鏈分布、孔隙率變化、配位數(shù)變化以及顆粒的平動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果顯示:①土拱形成過程中,孔隙率不斷變化,有時(shí)會(huì)發(fā)生突變。②隨著樁土相對(duì)位移的增加,顆粒配位數(shù)波動(dòng)較大,驗(yàn)證土拱不斷破壞又不斷形成的過程。③顆粒平動(dòng)中,剪

3、切帶發(fā)生偏轉(zhuǎn),且剪切帶處的土體平動(dòng)位移,大于路堤其它部分土體,剪切帶在路堤中呈現(xiàn)倒“V”形。不同填土高度的路堤,豎向位移不相同,形成不完整拱的路堤表面出現(xiàn)蘑菇狀隆起。④顆粒轉(zhuǎn)動(dòng)中,平均轉(zhuǎn)動(dòng)率云圖顯示樁梁處路堤顆粒轉(zhuǎn)動(dòng)差異明顯,隨著樁土相對(duì)位移增大,顆粒轉(zhuǎn)動(dòng)水平基本不變。顆粒接觸法向量發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn),逐漸發(fā)展成拱形。
　　樁承式路堤土拱效應(yīng),不僅與路堤有關(guān),還與復(fù)合路基存在密切聯(lián)系。本文機(jī)理研究之后,模擬工程實(shí)踐,從機(jī)理的角度研究實(shí)際