玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土边坡加固机理与稳定性研究

1、硕硕 士士 研研 究究 生生 开开 题题 报报 告告玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究指导老师：徐洪钟副教授指导老师：徐洪钟副教授研究生：研究生： 滕滕 坤坤2022-2-7玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究目 录2、文 献 综 述3、研 究 内 容4、研 究 基 础5、工 作 计 划1、立 论 依 据 我国是膨胀土分布最广的国家之一，膨胀土边坡的稳定问题成 为膨胀土研究中的重点课题。1、立 论 依 据 本课题系国家自然科学基金项目“玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土边坡加固机理与稳定性研究” 常用的方法是通过抑制膨胀土的胀缩变形来减少对工程建设的危害，而在膨

2、胀土中加筋不失为一种很好的加固方法。玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究2、文 献 综 述2.1 光纤传感技术研究和应用现状2.2 膨胀土加筋理论的研究现状2.3 膨胀土边坡模型设计研究现状2.4 数值模拟玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究2.1 光纤传感技术研究和应用现状光纤光栅传感技术（FBG）基于后向瑞利散射的分布式光纤传感技术基于拉曼散射的分布式光纤传感技术基于前向传输模耦合的分布式光纤传感技术基于布里渊散射的分布式光纤传感技术光纤传感技术 分布式光纤光栅传感技术玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究2.2 膨胀土加筋理论的研究现状

3、摩擦加筋原理准粘聚力原理 张力膜理论均质等代材料原理 加筋垫层的应力扩散作用理论弹塑性层板理论加筋导致土体应力状态和位移场改变的作用 剪切带理论不同的加筋理论玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究2.3 膨胀土边坡模型设计研究试验方法现场实验模型实验 为设计理论和计算理论中的计算模型提供参考，并可以验证己有理论的正确性玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究2.4 数值模拟计算分析方法分离模型复合模型加筋土看成宏观上均匀的复合材料玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究研究内容3.1、主要研究内容和关键技术研究膨胀土边坡加筋前后变形分布、应力场的变化

4、规律，揭示土工格栅加筋膨胀土边坡加固机理，确定合适的布筋方式，为加筋膨胀土边坡的工程设计与安全评价提供理论依据和技术支持。关键技术传感光纤布设，以便准确获取土工格栅受力过程中的应变场应力场的分布；如何充分利用光纤获得土工格栅的应变分布、膨胀土变形分布等分布式监测信息，进行边坡稳定性分析。玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究3.2 采取的研究方法、技术路线、实施方案及可行性分析 本文拟应用理论分析、数值模拟、试验研究相结合的方法，对加筋膨胀土边坡进行研究基本物理参数实验室内拉拔实验干湿循环实验边坡模型实验数值模拟加筋膨胀土边坡变形分布特性及加固机理研究现场调查，土样采取玄武岩纤

5、维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究3.3 实施方案室内试验室内试验基本物理实验测定膨胀土的参数传感器的标定，格栅的拉伸干湿循环实验 建立干湿循环作用下膨胀土的胀缩性、裂隙性与膨胀土光纤响应对应关系研究膨胀土与加筋体之间的直接摩擦作用室内拉拔实验玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究3.3 实施方案模型试验模型试验土压力边坡位移应变（场）位移传感器和图像标靶技术土压力传感器FBG和基于布里渊散射的分布式光纤传感技术以及应变片 不同工况下的土压力变化和土工格栅的变形特征；通过比较，得出膨胀土边坡受力过程中应变场的变化规律；土压力变化、位移以及荷载之间的关系。玄武岩纤维土

6、工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究3.3 实施方案数值分析数值分析 在模型试验的基础上，选择合理的本构模型，采用flac有限差分软件模拟膨胀土边坡在不同荷载条件下土体变形与应力场分布特征，考虑土体参数、加筋层数、加筋距深度等因素对膨胀土边坡的影响，进一步认识土工格栅加筋作用机理和研究膨胀土边坡失稳机理，以此来确定最优的加筋方式玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究3.4 预期目标预期目标（1）通过拉拔实验研究土工格栅和膨胀土之间界面特性（2）研究膨胀土边坡加筋前后变形分布、应力场的变化规律（3）分析土工格栅层数、间距、格栅的处置深度等因素对膨胀土边坡加筋效果的影响，揭示

7、土工格栅加筋膨胀土边坡加固机理，确定合适的布筋方式（4） 建立基于分布式光纤监测信息的加筋膨胀土边坡稳定性评价的模型与方法，为加筋膨胀土边坡的工程设计与安全评价提供理论依据和技术支持（5） 在模型试验基础上，根据试验结果确定填土及其与土工格栅接触面的本构模型与参数，应用FLAC3D，分别对风化作用下不同加筋型式的膨胀土边坡的应力场、变形场、筋带拉力及塑性区分布等进行研究。玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究1、已经查阅了相当多的国内外参考文献，对本领域的研究内容、研究现状和发展趋势有了较为系统和深入了解。2、在宏观上，理清了思路，明确了工作开展的方法和步骤。3、通过学习，掌握了工程数学、土力学、材料力学、结构力学、弹塑性力学、深基坑工程学等相关专业知识，有了扎实的理论基础。4、本课题已有相关的内容的研究成果，可供充分利用和借鉴玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土 边坡加固机理与稳定性研究4 研究基础 5 5 工作计划工作计划序号阶 段 及 内 容起止时间阶段成果形式1撰写开题报告201105201106完成开题