土工格柵的案例
土工格柵
土工格柵
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論文速遞 | 不同剪切方向下土工格柵-土界面剪切行為的離散元研究
根據不同的接觸力分量將剪切方向上的剪切阻力量化為填料間摩擦阻力、土工格柵-填料間摩擦阻力和土工格柵肋條承載阻力，并基于土工格柵縱、橫肋兩個方向在相同拉應變條件下的拉伸剛度和拉伸強度，提出了雙向土工格柵正交各向異性程度評價指標，量化評估了雙向土工格柵的各向異性程度與肋條承載阻力對筋土界面抗剪強度的貢獻。
論文主要研究結論：
1. 在沿肋條方向上剪切時，雙向土工格柵縱肋與橫肋的拉伸作用和肋條承載作用區別明顯。而45°剪切方向上雙向土工格柵縱、橫肋均可發揮被動承載作用，導致筋-土界面抗剪強度高于沿縱肋（0°）或橫肋（90°）方向上的抗剪強度。
2. 剪切方向對剪切帶中填料顆粒間的法向接觸力幅值有一定影響，但對其法向接觸力主方向影響較小。剪切過程中，45°剪切方向剪切帶中的平均法向接觸力略大于其他兩個剪切方向的平均法向接觸力。
3. 界面剪切強度隨著雙向土工格柵各向異性的增加而降低，并且隨著土工格柵異性的增加，其影響變得更小。
4.對于粗粒料，雙向土工格柵的肋條承載阻力對筋-土界面抗剪強度的貢獻大于土工格柵-土摩擦阻力的貢獻。并且雙向土工格柵的各向異性對土工格柵肋條的承載阻力有重要影響，對筋-土界面摩擦阻力的影響較小。
展開 土工格柵(Geogrid)加固軟土地基的堤壩---兩種模擬方法比較
1 引言
在【地基土中土工格柵的模擬(Geogrid)】中討論了使用Geogrid改善地基土的性能。為了進一步檢驗Geogrid所起的作用，下面分析了一個堤壩的加固，分別使用Plaxis 2D和Phase2進行了模擬，同時也比較了二者在模型設置以及計算結果方面的差異。
2 堤壩模型
這個堤壩模型由兩層土組成，上層為Sand Fill, 下層為Soft Clay，顯然上層的強度比下層高，為了改善土的性能，在兩層的分界面使用Geogrid進行加固。首先分析沒有加固時的穩定性，然后分析加固后的穩定性。
3 Plaxis 2D模擬
當輸入土層材料參數時，為了最大程度地與Phase 2的計算作比較，在"Initial" ko設置時，采用了"Manual" 選項，設置ko為1，即土體處于靜水壓力狀態。下面分三種情形進行分析：
(1) 在沒有支護的情況下，最大位移量是0.088m。下圖所示的是位移云圖和最大剪應變圖。計算的安全系數為1.244。
(2) 安裝Geogrid但不設置界面，這相當于Geogrid與土緊密粘合在一起，不發生滑動或分離。在這種情況下，最大位移量0.012m，計算的安全系數是1.265。可以看出，安裝Geogrid有效地阻止了土層的位移，安全系數得到了提高。剪應變圖顯示出剪切帶被Geogrid分割開，沒有形成貫通的剪切帶。
(3) 安裝Geogrid同時設置界面，即考慮了土-結構的相互作用，在這種情況下，最大位移量0.019m，計算的安全系數是1.268，其結果與不設置界面時差不多。
4 Phase 2
使用相同的模型和參數，在Phase 2下運行。分兩種情形：
(1) 不進行支護。
展開 COMSOL邊坡穩定性分析 ￥600
對邊坡進行加固以提高其穩定性時,采用土工格柵是一種經濟合理的選擇。科學布置土工格柵加固邊坡,是節約成本、保障生命安全以及保護場區周邊自然環境的關鍵。
本篇文檔首先進行了自重應力下的土坡穩定性分析，然后針對土工格柵加固后的土坡再次進行了穩定性分析，對比了加固前后邊坡的安全系數。在進行穩定性分析之前，對土坡進行了地應力平衡處理。未進行加固處理的邊坡安全系數Fs=1.28；進行加固處理后的邊坡安全系數Fs=1.51。
感興趣的朋友可下載附件，查看模型源文件！
ANSYS土工結構計算案例
（由上至下為公路面層，墊層，擋墻，擋墻面板采用預制混凝土塊0.6′0.6′0.6m3，混凝土后方為鉤掛式土工格柵，邊坡比較陡，邊坡有一定排水特性）。
什么是載體樁呢？？
采用土工格柵的載體樁復合地基
該技術是針對市政工程中的路基處理而發明的技術，傳統路基的處理采用預壓固結的處理方法，該工法施工簡單，但工期長。采用土工格柵的載體樁復合地基，通過土工格柵和褥墊層的共同作用實現樁間土與樁的壓力分配，使載體樁承擔更多的荷載，縮短了樁長、降低了造價。目前該技術在多條高速公路和南水北調等大型項目中采用。
綜上所述，載體樁技術能夠降低成本、提高施工速度，施工過程無污染、低噪音，能有效地保護環境。載體樁技術已經在全國200余個城市的建筑、鐵路、公路、電力、煤炭、石油、石化等領域得到廣泛應用，為國家節省了大量的建設資金，也為實現建筑業的可持續發展做出了卓越的貢獻。
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建模時候建立了很多個樁間距的模型，因此
土工格柵embedded在墊層內，實際上的格柵的網格尺寸很小，不可能按照實際尺寸進行建模，可以采用單位長度范圍內的格柵抗拉剛度等效的方法方法格柵的尺寸。
模型中解除對共有194對接觸對，下圖中204包含了模型計算過程中為實現填土加載設置的kill單元體操作，見interaction管理器的最后幾欄。
模型接觸對處理技巧：先用“Find contact pairs” 自動搜索接觸對，注意看第一列，他是以兩個part名加短橫線命名接觸對，短橫線之前的是主面，短橫線之后是從面。樁網復合地基中，樁由于剛度較大，必須是主面，根據這一點要求，選中樁名字在后的接觸對，然后點擊切換主從面，點擊一次就行，點擊完成后接觸面名稱不會變，但是主從面已經對換了。
分析完成后結果如下圖，其他細節可以從模型中查看。
展開 土工合成材料加固擋土墻(Geosynthetic Reinforced Retaining Wall)
這類支撐系統通常被稱作土工織物或土工布、土工格柵、土工合成材料等。
2 問題陳述
該擋土墻擬使用9m長的土工合成材料進行支護，地基土有兩層，上層為回填土(Backfill), 下層為冰川沉積土(Glacial till, 加拿大北部地區典型的土層)，支護區域單獨劃為一種材料。
地層的物理力學屬性如下所示。
3 HYRCAN計算
根據上面的問題陳述依次設置外部邊界，材料邊界，材料屬性，指定屬性。
更新HYRCAN Version 1.75.3---支護單元(Support Element)
5 土工合成材料(GeoTextile)
GeoTextile支護類型可用于模擬各種類型的邊坡加固，例如網(meshes)、網格(grids)、條帶(strips)等。這類支護系統通常被稱作土工織物或土工布、土工格柵、土工合成材料等。Geotexile分三種類型: Geotexiles, Geogrid和Strips，區別在于抗拉強度的不同。支護計算參看《土工合成材料加固擋土墻(Geosynthetic Reinforced Retaining Wall》。
當GeoTextile 用于加固邊坡時，材料被放置在一定寬度的條帶中。條帶覆蓋率(Strip Coverage)指的是這些條帶在平面外方向（即沿邊坡）的間距。如果這些條帶是連續鋪設的，相鄰條帶之間沒有空隙，那么條帶覆蓋率=100%。如果條帶不是連續鋪設的（即相鄰條帶之間有空隙），那么條帶覆蓋率將低于100%。例如，如果鋪設4米寬的條帶，每條帶之間有2米的間距，那么條帶覆蓋率將等于67%(即4/(4+2))。
6 樁(Pile)
在地基工程中，樁的主要功能是承受垂直載荷，次要功能是承受水平載荷(水平載荷作用下樁的受力和變形分析方法)，最常見的情形是排樁，即在基坑開挖之前先在周邊打樁，用來阻擋基坑開挖后的水平土壓力。偶然地，樁/微型樁(Pile/Micro Pile)也用于邊坡支護，這種類型的支護與其他類型的支護機理不同，力的作用垂直于支護方向，而不是平行于支護方向。如同其他支護類型一樣，滑動面必須與樁相交，這樣支護才會對滑動面的安全系數產生影響。無論樁的方向如何，都不考慮拉伸或拔出作為樁的破壞模式，只考慮通過樁的橫向剪切力。計算參考《抗滑樁支護邊坡的穩定性分析(Stability of Pile/Micro Pile Reinforced Slope) 》。
展開 #PLAXIS#某狹長的淺基坑支護方案計算
土釘、錨桿錨固段用土工格柵模擬，鋼管樁用板單元模擬。土釘EA=2.4*105kN，錨桿自由段EA=2.75*104kN，錨固段EA=3.85*105kN。鋼管樁中鋼管內徑80mm，外徑90mm，樁體直徑150mm，EA=7.4*105kN，EI=745.5kN*m2。臨時工棚及其他荷載簡化為60kPa的均布荷載，寬度6m，距基坑側壁3m。
支護時，有80mm厚的混凝土面層，每延米面層EA=20.4*105kN，EI=1088 kN*m2。面層的剛度與樁相比不能忽略，分別進行不考慮面層貢獻的計算和考慮面層貢獻的計算。
4.不考慮面層的計算結果
開挖結束時的水平位移云圖：
豎向位移云圖：
樁的內力和變形情況：
土釘及錨桿錨固段的軸力分布：
土釘和錨桿的承載力有較大富余。
使用強度折減法進行安全性計算，隨著土體強度值降低，首先出現的是整體傾覆破壞的破壞模式，此破壞模式對應的安全系數為2.00。
5.考慮面層的計算結果
用強度折減法進行安全系數計算，首先出現的破壞模式依然為整體傾覆式破壞，相應的安全系數為2.00。
6.結論
從結果看，原方案比較保守。土釘和錨桿拉力遠小于抗拔力，基坑整體傾覆的安全系數為2.0，最大水平位移約1cm（考慮到有限元計算得到的位移一般偏大，實際位移應該更小）。
展開 
Plaxis應用于巖石工程問題的本構模型
3 節理模擬
除了使用等效連續模型途徑外，Plaxis也可以使用界面元(Interface elements)顯式地表示節理或其它不連續，Plaxis傳統地使用界面元模擬土-結構的相互作用，例如：
軟土地層開挖和支護模擬(Excavation and Support of Soft Soil)---Part 1
軟土地層開挖和支護模擬(Excavation and Support of Soft Soil)---Part 2
貫入樁/沉樁(Driven Piles)的有限元模擬
Plaxis 3D/2D中樁的模擬---Embedded Beam(Pile) Modeling
地基土中土工格柵的模擬(Geogrid)
錨索和地下連續墻聯合支護的開挖過程模擬(Tieback Wall)
在Plaxis最新版V22中，引入了新的不連續單元(Discontinuity Elements)，使建模工作流程更加簡單。不連續元用線或面表示，通過對網格中節點進行解耦，使不連續體的兩個面之間產生相對位移，用法向剛度kn和剪切剛度ks表示不連續性質, 界面之間只能產生小的相對位移，不能象FLAC3D/3DEC那樣產生大變形，從而產生新的接觸或塊體完全分離。
4 應變軟化
歷史上，巖石應變軟化來自于采礦工程礦柱穩定性和自然崩落法礦石破碎的研究【應變軟化模型(Strain-Softening and IMASS)；應變軟化的礦柱穩定性(Pillar Stability with IMASS Model)---寬高比對礦柱強度的影響；應變軟化模型IMASS邊坡穩定性分析】。
展開 破損山體生態修復技術
基材分層噴射法是指在邊坡掛置金屬網或者土工格柵，首先噴射種植土層；第2層噴射混凝土層，保證混凝土層多空隙；第3層噴射植物種子以及碎木屑等。
（3）70°以上的斷面多數都是石壁，表面光滑，無任何土壤或松散基質。對于70°的較陡邊坡，這類邊坡一般為巖質石壁，主要采用植生槽培土植生法和筑臺拉網復綠法。植生槽培土植生法是指根據邊坡特點，在石壁上開鑿植生槽或者修筑飄臺，填土，并種植灌木、藤本植物等抗逆性強的植物。
3總結
由于長期無序的開采，致使圭峰山的生態環境受到了嚴重破壞，環境質量急劇惡化，生態鏈遭受破壞，因此，生態修復技術的綜合利用不但是實現礦山廢棄地生態修復的有效途徑，而且還可以實現環境、土壤和生態的綜合修復。在破損山體修復目標上，選擇的是“恢復植被、保護生態”，利用當地鄉土樹種，通過草本復綠、草本和灌木復綠、草本和喬木復綠以及草本、灌木及喬木復綠4種生態修復方法，讓本土植物與周圍環境融為一體，使破損山體回歸到自然狀態。同時破損山體的生態修復不僅僅是靠自然做工修復，還要考慮人工輔助修復，通過應用生態修復技術，讓退化的生態環境得到恢復，讓失衡的生態系統得到穩定的發展。
文章來源：《現代園藝》2016年第08期
展開 2018世界結構大獎揭曉
圖片：?TBA St Gallen
圖片：?TBA St Gallen
圖片：?TBA St Gallen
圖片：?TBA St Gallen
圖片：?TBA St Gallen
小型項目獎：wanda Cricket Stadium
結構設計：
Light Earth Designs
建筑設計：
Light Earth Designs LLP
項目地點：
Kigali,盧旺達
項目概況：
體育場采用古老的地中海技術，建筑采用由現場開挖土壤制成的水泥磚和土工格柵結合，增加建筑的抗震性。建筑主要由三個拱頂組成，最大跨度16米，高度超過9米。拱頂樣式模仿拋物線幾何形狀，和盧旺達珍貴的丘陵地形相互呼應。
圖片：?Jonathan Gregson
圖片：?Jonathan Gregson
圖片：?Jonathan Gregson
圖片：?Jonathan Gregson
設計施工一體化獎：V&A Exhibition Road Quarter
結構設計:
Arup
建筑設計:
AL_A
項目地點:
London, United Kingdom
項目概況：
在維多利亞和阿爾伯特博物館四面環繞的庭院內建造了一個新的入口，鄰近和在脆弱的一級和二級建筑物下。建筑結構的處理，確保了建筑方案的可行性和現有建筑的完整性。新的'折疊板'結構可以毫不費力地支撐上面的新庭院和咖啡館，同時跨越到下方的畫廊空間，結構處理的大膽而又實用。 先進的3D分析、數字可視化設計降低了施工期間的風險。
展開 常見邊坡坡面防護設計，你真的搞懂了嗎？
可在噴射層中加設1層鋼筋網或高強聚合物土工格柵，以減小干縮裂縫對強度的影響，使坡面防護強度高于單純噴漿或混凝土。
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坡面防護設計-漿砌片石
1 適用條件
適用于坡度緩于1：1的各種巖質和土質邊坡，坡面因風化剝落、地表水沖刷、易發生流泥沖溝及表層溜坍等災害時可采用漿砌片石護坡，石材豐富地區最為合適。
2 材料選擇
漿砌片石護坡所用的水泥砂漿強度一般為M5，受流水沖刷或位于寒冷地區應提高為M7.5或M10。石料應采用不易風化的堅硬巖石或大塊卵石，厚為0.25~0.5m。
