动载作用下加筋土界面力学特性及路堤挡墙加筋承载机理研究

On the basis of studying reinforced soil visualization model test under dynamic loading, development of discrete and continuous coupling dynamic analysis module, considering the dispersion characteristics of soil, overcoming the bottleneck problem of discrete element to limit the number of soil particles, establishing mesoscopic numerical simulation platform for reinforced soil interface bearing mechanism under dynamic loading, and analyzing reinforced soil interface mesoscopic mechanism and embankment retaining wall stress characteristics under the discrete and continuum coupling dynamic loading, establishing an inherent relationship between macro mesoscopic mechanical quantity, revealing the reinforced soil interface mechanics characteristics and embankment retaining wall reinforced bearing meso laws under dynamic loading. This project adopts the visualization model test of dynamic loading and discrete-continuous coupling numerical simulation technology to explore the mechanical properties of reinforced soil interface and bearing mechanism of embankment retaining wall under dynamic loading, the research results can not only provide a new method for the complex dynamic loads of reinforced soil interface parameters, but also provide effective calculation parameters and design guidelines for reinforced soil structure sliding, destruction and stability analysis of practical engineering.

项目旨在研究加筋土动载作用可视化模型试验的基础上，开发离散-连续耦合动载分析模块，考虑土体的散体特性，克服离散元对土颗粒数量限制的瓶颈问题，建立用于动载作用下加筋土界面承载机理分析的细观数值仿真平台，分析筋土界面作用动载反应的细观机理和离散-连续耦合动载作用下路堤挡墙的筋土受力特征，建立宏-细观力学量之间的内在联系，揭示动载作用下加筋土体界面力学特性及路堤挡墙加筋承载的细观规律。本项目采用可视化室内动载试验与离散-连续耦合数值仿真模拟技术探索加筋土界面在动载作用下的力学特性及路堤挡墙动载受荷机理，其研究成果不仅能为复杂动载作用下加筋土界面参数研究提供新方法，而且还能为加筋土工结构滑移、破坏与稳定分析等实际工程提供有效的计算参数及设计指导。

加筋土技术以其显著的技术经济效益使其迅猛发展，已广泛应用于水利、公路、铁路、市政和建筑工程等领域。由于筋土作用的复杂性及其众多的影响因素，动载作用下的筋土界面力学特性及加筋结构的承载机理和破坏模式仍缺乏足够的认识和研究。通过开展筋土界面特性的直剪拉拔试验研究，探索筋土作用过程中筋材受力机理及界面土体位移变化规律；分别设计了在静载和动载作用下的加筋土挡墙大模型试验，分析加筋土挡墙的土压力、挡墙面板变形、加载板沉降以及动力加速度等参数的分布规律，研究加筋土挡墙在动载作用下的受力变形特性。在加筋土动载作用可视化模型试验的基础上，开发离散-连续耦合分析模块，考虑土体的散体特性，克服离散元对土颗粒数量限制的瓶颈问题，建立用于动载作用下加筋土界面承载机理分析的细观数值仿真平台，分析筋土界面作用动载反应的细观机理和离散-连续耦合动载作用下挡墙的筋土受力特征，建立宏-细观力学量之间的内在联系，揭示动载作用下加筋土体界面力学特性及挡墙加筋承载的细观规律。本项目采用可视化室内动载试验与离散-连续耦合数值仿真模拟技术探索加筋土界面在动载作用下的力学特性及路堤挡墙动载受荷机理，其研究成果不仅能为复杂动载作用下加筋土界面参数研究提供新方法，而且还能为加筋土工结构滑移、破坏与稳定分析等实际工程提供有效的计算参数及设计指导。