摘要: 新型土工格室是一种三维立体加筋材料，它具有均匀稳定、节点强度高、弹性模量大、抗拉强度高、耐腐蚀、抗老化等特点，应用前景广阔。高填方路堤具有填方高度大、占地面积宽、填方量大的工程特点。结合新型土工格室超强的加筋性能，在高填方路堤中铺... 展开 新型土工格室是一种三维立体加筋材料，它具有均匀稳定、节点强度高、弹性模量大、抗拉强度高、耐腐蚀、抗老化等特点，应用前景广阔。高填方路堤具有填方高度大、占地面积宽、填方量大的工程特点。结合新型土工格室超强的加筋性能，在高填方路堤中铺设土工格室，通过路堤填料与土工格室之间的相互作用，能提高土体的强度和路堤稳定性，达到优化边坡，收缩坡脚，减少占地面积的效果。然而，现有的加筋理论研究并不完善，加筋机理和设计理论的研究落后于工程实践，加上新型土工格室加筋路堤运用实例缺乏，使得新型土工格室的运用推广受到极大限制。 鉴于存在以上问题，本文以某高速公路高填方路堤工程为背景，采用室内试验与数值分析相结合的方法对新型土工格室加筋土的筋土界面摩擦特性、加筋土抗压强度及土工格室加筋高填方路堤结构优化进行研究。首先从格室工程运用入手，研究新型土工格室的加筋机理。其次通过拉拔试验探讨了粘性土的压实度和含水率对筋土界面摩擦特性的影响，通过无侧限抗压强度试验分析了土体的压实度、加筋层数和含水率对加筋土抗压强度特性的影响。最后，根据试验结果并结合工程实例，利用ABAQUS软件建立数值分析模型，对新型土工格室加筋高填方路堤结构进行优化，并提出加筋高填方路堤结构优化方法，最后基于提出的结构优化方法，进行加筋结构设计并与原设计方案进行对比分析。基于以上研究，论文得到的主要结论如下： （1）土体的压实度及含水率对筋土界面阻力系数影响较大。随着压实度的提高或者含水率的降低，界面阻力系数增大。 （2）压实度越高、加筋层数越多、含水率越低，新型土工格室加筋土抗压强度越大。随着加筋层数的增加，压实度对加筋土抗压强度提升幅度有所下降。当加筋层数越多，压实度对抗压强度的影响越小。加筋层数为2层时，抗压强度增幅最大。当压实度为94%时，含水率从19%下降到11%时，抗压强度在增大，但是增幅却在减小，依次为66.8%、60.3%、31.5%。 （3）路堤结构优化结果表明新型土工格室网格大小为20cm?20cm，高度为10cm时加筋效果最佳；格室加筋间距为2m属于最优选择；依托工程路堤边坡坡率为1∶1，边坡级数取3最为合理。并依据优化结果，提出新型土工格室加筋高填方路堤结构优化设计方法。 （4）采用数值模拟分析方法，加筋前后路堤的力学特性对比结果表明，新型土工格室的运用，可以有效减小高填方路堤沉降，增强路堤稳定性。并且加筋路堤的拉应力分布范围及潜在滑动破坏区域均有大幅度减小。 收起