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本書圍繞土工格柵加筋粗粒土坡涉及的加筋機理和穩(wěn)定性分析方法等問題,首先對國內(nèi)外研究歷史和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了全面概括和評述,然后介紹了典型新疆粗粒土的物理力學(xué)性質(zhì),分析了適用于新疆加筋粗粒土結(jié)構(gòu)的土工格柵類型,結(jié)合無側(cè)限抗壓、大三軸和拉拔試驗成果論述了土工格柵加筋粗粒土的力學(xué)特性、筋土界面作用機理和界面強度規(guī)律,接著以離心模型試驗為手段,探討了土工格柵加筋粗粒土坡的變形特征和破壞形式,介紹了土工格柵加筋粗粒土坡的穩(wěn)定性分析方法(包括作者提出的影響帶法和均質(zhì)土坡法)、土工格柵加筋粗粒土路堤的詳細(xì)設(shè)計步驟,*后介紹了工程應(yīng)用實例及其經(jīng)濟性比較。本書以推廣土工格柵加筋粗粒土坡的工程應(yīng)用為目的,可供土建、交通、水利及相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)人員和高等院校的師生參考,也可供從事相關(guān)研究的人員閱讀。

20世紀(jì)80年代土工格柵在土木工程中開始應(yīng)用,目前已廣泛應(yīng)用于公路、水利、鐵路、市政等領(lǐng)域。土工格柵加筋粗粒土坡抗震性能好,可以收縮邊坡坡腳,節(jié)省建設(shè)用地,對生態(tài)環(huán)境破壞小,可以顯著降低工程的施工難度,縮短工期,從而減少工程費用,加快工程進(jìn)度。但是由于土工格柵對土的加筋機理非常復(fù)雜,加筋理論目前還不完善,理論研究仍遠(yuǎn)落后于工程應(yīng)用,導(dǎo)致工程界對加筋土結(jié)構(gòu)的安全可靠性、設(shè)計方法的合理性存有疑慮,直接影響了這一有前途的路基結(jié)構(gòu)形式在工程中的推廣應(yīng)用。李廣信教授指出,巖土工程是實踐性很強的學(xué)科門類, 從來都是實踐先于理論,經(jīng)驗先于科學(xué),需要理論與實踐的密切結(jié)合。加筋土工程更是如此,大量的工程實踐是推動理論研究取得進(jìn)展的必經(jīng)途徑。鑒于此,在新疆維吾爾自治區(qū)交通運輸科技項目的資助下,新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院、武漢理工大學(xué)、新疆交通建設(shè)管理局聯(lián)合開展了土工格柵加筋陡坡路堤在新疆山區(qū)公路中的應(yīng)用研究課題的研究工作。幾年來,在課題組全體成員的努力下,順利地完成了現(xiàn)場調(diào)研、室內(nèi)試驗、現(xiàn)場試驗、理論分析等一系列研究工作,取得了創(chuàng)新性成果,書中對這些成果做了詳細(xì)介紹。本書以新疆山區(qū)公路為背景,對土工格柵加筋粗粒土坡的加筋機理進(jìn)行了深入研究,在此基礎(chǔ)上探討土工格柵加筋粗粒土坡的穩(wěn)定性分析方法;為兼顧理論與實用,提出了土工格柵加筋粗粒土坡安全系數(shù)計算的影響帶法和均質(zhì)土坡法,并詳細(xì)介紹了土工格柵加筋粗粒土陡坡路堤的設(shè)計步驟,旨在推動其在工程中的廣泛應(yīng)用。新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院董剛院長和楊新龍副院長對全書進(jìn)行了仔細(xì)的審閱,并提出了許多有益的建議。本書依托的課題研究工作得到了新疆交通運輸廳等單位的大力支持,并得到了合肥工業(yè)大學(xué)錢德玲教授、長江科學(xué)院丁金華教授級高工、童軍博士的幫助和指導(dǎo),中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所對本書部分試驗工作給予了支持,在此一并表示衷心感謝!武漢理工大學(xué)的碩士研究生靳少衛(wèi)、黃鑫、謝貝貝、陳曉鳴、李宗賀、宋海等參與了室內(nèi)試驗工作,新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)的碩士研究生王孟娜、本科生李躍華和張宗民,石河子大學(xué)的碩士研究生程佳佳、王優(yōu)群、陳瑞考、段彥福、郭銘倍、麻佳、王艷坤參與了現(xiàn)場試驗與資料整理工作,在此對他們表示誠摯的謝意!本書在撰寫時參考了大量國內(nèi)外文獻(xiàn)和資料,已盡可能都一一列出,在此一并向這些資料的原作者表示衷心的感謝和致敬!由于作者水平有限,加之時間倉促,書中難免存在疏漏,部分結(jié)論和觀點也有待進(jìn)一步研究和完善,懇請專家和同行不吝賜教。

第1章緒論 1
1.1 推廣土工格柵加筋粗粒土坡的意義 1
1.2 國內(nèi)外發(fā)展概況 2
1.2.1 加筋土發(fā)展概況 2
1.2.2 土工格柵加筋粗粒土坡工程應(yīng)用概況 4
1.2.3 土工格柵加筋土的試驗和理論研究概況 5
1.2.4 加筋土的應(yīng)力應(yīng)變分析和破壞模式研究概況 10
1.2.5 對土工格柵加筋機理的認(rèn)識 11
1.2.6 加筋土坡的設(shè)計方法概況 13
1.3 主要研究內(nèi)容和研究成果 15
1.3.1 主要研究內(nèi)容 15
1.3.2 主要研究成果 16
第2章典型新疆粗粒土的物理力學(xué)性質(zhì)和土工格柵類型的選擇 18
2.1 新疆粗粒土的基本物理力學(xué)性質(zhì) 18
2.1.1 典型新疆粗粒土的選取 18
2.1.2 典型新疆粗粒土的顆粒級配 20
2.1.3 典型新疆粗粒土的擊實特性 21
2.1.4 典型新疆粗粒土的抗剪強度指標(biāo) 21
2.2 土工格柵類型的選擇 22
2.3 小結(jié) 23
第3章土工格柵加筋粗粒土的力學(xué)特性 24
3.1 概述 24
3.2 土工格柵加筋粗粒土無側(cè)限抗壓特性 24
3.2.1 土工格柵加筋砂礫石無側(cè)限抗壓特性 25
3.2.2 土工格柵加筋角礫土無側(cè)限抗壓特性 36
3.3 土工格柵加筋粗粒土三軸抗壓特性 41
3.3.1 試驗設(shè)備和試驗材料 41
3.3.2 試驗方案 42
3.3.3 試驗方法 43
3.3.4 試驗結(jié)果及分析 44
3.4 小結(jié) 49
第4章土工格柵粗粒土界面特性試驗研究 50
4.1 拉拔試驗 50
4.1.1 簡述 50
4.1.2 試驗儀器 51
4.1.3 試驗材料 51
4.1.4 試驗方法 52
4.1.5 拉拔曲線特征及破壞標(biāo)準(zhǔn)的確定 52
4.1.6 破壞時筋-土界面長度的計算 54
4.1.7 表征界面強度的參數(shù) 57
4.1.8 新疆典型粗粒土的拉拔試驗成果 58
4.1.9 界面強度參數(shù)的實測值 62
4.1.10 界面特性與主要影響因素的關(guān)系 65
4.2 加筋影響帶觀測試驗 69
4.2.1 試驗?zāi)康募耙饬x 69
4.2.2 試驗裝置及加筋影響帶觀測方法 69
4.2.3 試驗方案及試驗材料 70
4.2.4 試驗結(jié)果及分析 71
4.3 小結(jié) 73
第5章土工格柵加筋粗粒土路堤離心模型試驗 75
5.1 離心機的主要技術(shù)參數(shù) 75
5.2 模型路堤的制作 76
5.2.1 模型路堤的尺寸 76
5.2.2 模型材料制備 76
5.2.3 模型路堤的加筋方案 78
5.2.4 觀測內(nèi)容及方法 79
5.2.5 觀測元件的布設(shè)和模型路堤的制作 79
5.2.6 加載方案 82
5.3 試驗結(jié)果及分析 83
5.3.1 未加筋模型路堤的試驗結(jié)果及分析 83
5.3.2 加筋模型路堤的試驗結(jié)果及分析 84
5.4 小結(jié) 91
第6章加筋土坡的穩(wěn)定性分析 92
6.1 極限平衡法的適用性和存在的問題 92
6.2 加筋粗粒土坡安全系數(shù)的簡化算法均質(zhì)土坡法 98
6.2.1 簡化計算的意義 98
6.2.2 簡化計算的理論基礎(chǔ) 98
6.2.3 計算模型及參數(shù) 100
6.2.4 Fsg-Fsj關(guān)系的計算結(jié)果及分析 101
6.2.5 均質(zhì)土坡法的計算公式 106
6.3 考慮加筋影響帶的加筋土坡穩(wěn)定性分析方法影響帶法 119
6.3.1 影響帶法的基本內(nèi)容 119
6.3.2 算例及分析 120
6.4 小結(jié) 123
第7章土工格柵加筋粗粒土路堤結(jié)構(gòu)設(shè)計 125
7.1 土工格柵加筋粗粒土路堤結(jié)構(gòu)形式的選擇 125
7.1.1 堤身結(jié)構(gòu) 125
7.1.2 坡面防護(hù)方案 127
7.2 材料的設(shè)計參數(shù) 131
7.2.1 填料的抗剪強度指標(biāo) 131
7.2.2 加筋材料的設(shè)計參數(shù) 132
7.3 土工格柵加筋粗粒土路堤設(shè)計 138
7.3.1 加筋粗粒土坡的破壞模式和穩(wěn)定性要求 138
7.3.2 設(shè)計計算概要 141
7.3.3 規(guī)范法 143
7.3.4 計算機輔助法 157
7.3.5 均質(zhì)土坡法 158
7.3.6 設(shè)計算例 162
7.4 小結(jié) 169
第8章土工格柵加筋粗粒土路堤的工程應(yīng)用 170
8.1 依托工程概況 170
8.2 土工格柵加筋粗粒土路堤試驗段概況 171
8.2.1 試驗路段的選擇 171
8.2.2 填料和土工格柵 171
8.2.3 試驗路堤結(jié)構(gòu)方案 171
8.2.4 觀測內(nèi)容和觀測目的 172
8.2.5 觀測斷面選擇和觀測元件布設(shè) 173
8.2.6 觀測元件和觀測方法 174
8.3 試驗路堤的施工 175
8.3.1 清表和挖臺階 175
8.3.2 鋪設(shè)土工格柵 175
8.3.3 路基填筑與壓實 176
8.4 觀測元件的埋設(shè) 177
8.4.1 柔性位移計的埋設(shè) 177
8.4.2 土壓力盒的埋設(shè) 178
8.4.3 遠(yuǎn)程觀測系統(tǒng)的設(shè)置 178
8.5 測試數(shù)據(jù)分析 179
8.5.1 路基填土進(jìn)度曲線 179
8.5.2 土工格柵應(yīng)變分析 179
8.5.3 土壓力分析 188
8.6 小結(jié) 191
第9章土工格柵加筋粗粒土路堤的經(jīng)濟性比較 192
9.1 A型加筋粗粒土路堤經(jīng)濟性比較 192
9.2 B型加筋粗粒土路堤經(jīng)濟性比較 193
9.3 C型加筋粗粒土路堤經(jīng)濟性比較 194
參考文獻(xiàn) 196

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