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本書圍繞土工格柵加筋粗粒土坡涉及的加筋機(jī)理和穩(wěn)定性分析方法等問題,首先對(duì)國(guó)內(nèi)外研究歷史和發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了全面概括和評(píng)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(yàn)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(jī)理和界面強(qiáng)度規(guī)律,接著以離心模型試驗(yàn)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(jì)步驟,*后介紹了工程應(yīng)用實(shí)例及其經(jīng)濟(jì)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(duì)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(fèi)用,加快工程進(jìn)度。但是由于土工格柵對(duì)土的加筋機(jī)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(duì)加筋土結(jié)構(gòu)的安全可靠性、設(shè)計(jì)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(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科門類, 從來都是實(shí)踐先于理論,經(jīng)驗(yàn)先于科學(xué),需要理論與實(shí)踐的密切結(jié)合。加筋土工程更是如此,大量的工程實(shí)踐是推動(dòng)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(yùn)輸科技項(xiàng)目的資助下,新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)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(chǎng)調(diào)研、室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、理論分析等一系列研究工作,取得了創(chuàng)新性成果,書中對(duì)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(duì)土工格柵加筋粗粒土坡的加筋機(jī)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(shí)用,提出了土工格柵加筋粗粒土坡安全系數(shù)計(jì)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(jì)步驟,旨在推動(dòng)其在工程中的廣泛應(yīng)用。新疆交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院董剛院長(zhǎng)和楊新龍副院長(zhǎng)對(duì)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(yùn)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(zhǎng)江科學(xué)院丁金華教授級(jí)高工、童軍博士的幫助和指導(dǎo),中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所對(duì)本書部分試驗(yàn)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(yàn)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(chǎng)試驗(yàn)與資料整理工作,在此對(duì)他們表示誠(chéng)摯的謝意!本書在撰寫時(shí)參考了大量國(guó)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(shí)間倉(cāng)促,書中難免存在疏漏,部分結(jié)論和觀點(diǎn)也有待進(jìn)一步研究和完善,懇請(qǐng)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(guó)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(yàn)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(duì)土工格柵加筋機(jī)理的認(rèn)識(shí) 11
1.2.6 加筋土坡的設(shè)計(jì)方法概況 13
1.3 主要研究?jī)?nèi)容和研究成果 15
1.3.1 主要研究?jī)?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(jí)配 20
2.1.3 典型新疆粗粒土的擊實(shí)特性 21
2.1.4 典型新疆粗粒土的抗剪強(qiáng)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(yàn)設(shè)備和試驗(yàn)材料 41
3.3.2 試驗(yàn)方案 42
3.3.3 試驗(yàn)方法 43
3.3.4 試驗(yàn)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(yàn)研究 50
4.1 拉拔試驗(yàn) 50
4.1.1 簡(jiǎn)述 50
4.1.2 試驗(yàn)儀器 51
4.1.3 試驗(yàn)材料 51
4.1.4 試驗(yàn)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(shí)筋-土界面長(zhǎng)度的計(jì)算 54
4.1.7 表征界面強(qiáng)度的參數(shù) 57
4.1.8 新疆典型粗粒土的拉拔試驗(yàn)成果 58
4.1.9 界面強(qiáng)度參數(shù)的實(shí)測(cè)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(cè)試驗(yàn) 69
4.2.1 試驗(yàn)?zāi)康募耙饬x 69
4.2.2 試驗(yàn)裝置及加筋影響帶觀測(cè)方法 69
4.2.3 試驗(yàn)方案及試驗(yàn)材料 70
4.2.4 試驗(yàn)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(yàn) 75
5.1 離心機(jī)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(cè)內(nèi)容及方法 79
5.2.5 觀測(cè)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(yàn)結(jié)果及分析 83
5.3.1 未加筋模型路堤的試驗(yàn)結(jié)果及分析 83
5.3.2 加筋模型路堤的試驗(yàn)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(jiǎn)化算法均質(zhì)土坡法 98
6.2.1 簡(jiǎn)化計(jì)算的意義 98
6.2.2 簡(jiǎn)化計(jì)算的理論基礎(chǔ) 98
6.2.3 計(jì)算模型及參數(shù) 100
6.2.4 Fsg-Fsj關(guān)系的計(jì)算結(jié)果及分析 101
6.2.5 均質(zhì)土坡法的計(jì)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(jì) 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(jì)參數(shù) 131
7.2.1 填料的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 131
7.2.2 加筋材料的設(shè)計(jì)參數(shù) 132
7.3 土工格柵加筋粗粒土路堤設(shè)計(jì) 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(jì)計(jì)算概要 141
7.3.3 規(guī)范法 143
7.3.4 計(jì)算機(jī)輔助法 157
7.3.5 均質(zhì)土坡法 158
7.3.6 設(shè)計(jì)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(yàn)段概況 171
8.2.1 試驗(yàn)路段的選擇 171
8.2.2 填料和土工格柵 171
8.2.3 試驗(yàn)路堤結(jié)構(gòu)方案 171
8.2.4 觀測(cè)內(nèi)容和觀測(cè)目的 172
8.2.5 觀測(cè)斷面選擇和觀測(cè)元件布設(shè) 173
8.2.6 觀測(cè)元件和觀測(cè)方法 174
8.3 試驗(yàn)路堤的施工 175
8.3.1 清表和挖臺(tái)階 175
8.3.2 鋪設(shè)土工格柵 175
8.3.3 路基填筑與壓實(shí) 176
8.4 觀測(cè)元件的埋設(shè) 177
8.4.1 柔性位移計(jì)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(cè)系統(tǒng)的設(shè)置 178
8.5 測(cè)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(jì)性比較 192
9.1 A型加筋粗粒土路堤經(jīng)濟(jì)性比較 192
9.2 B型加筋粗粒土路堤經(jīng)濟(jì)性比較 193
9.3 C型加筋粗粒土路堤經(jīng)濟(jì)性比較 194
參考文獻(xiàn) 196

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