双绞合六边形石笼网筋土界面特性模型

双绞合六边形石笼网筋土界面特性模型

加筋土工程的复杂性使传统的力学分析越来越感到力不从心，数值分析日益得到人们的关注。在加筋土数值分析方法中应用最广泛的是筋材和土体分开考虑的方法，该方法概念明确，思路清晰，但是在筋土之间需要设置界面单元，以反映筋土之间的界面特性。目前用于描述筋土间剪切变形特性的模型主要有线性模型和非线性模型两种。 理想弹塑性石笼网模型 (1)线性石笼网模型 典型的线性模型是理想弹塑性模型。其筋土间剪应力一位移关系可简化为如图2-13所示，将一定法向压力下筋土界面的剪切刚度简化为定值，在极限剪切强度范围内，剪应力与剪切位移成正比，当达到极限剪切强度时，界面发生剪切破坏，剪切位移将无限增大。目前有很多分析都是采用这种模型，如FLAC模拟筋材的索单元和土工格栅单元都采用了本模型。 理想弹塑性模型不能反映筋土界面的真实特性。大量的拉拔试验都表明筋土间的剪应力一位移关系是非线性的，有时还会出现应变软化现象。可见采用理想弹塑性模型来描述筋土的界面特性并不理想。 (2)非线性石笼网模型 常用的非线性剪切变形模型主要右双曲线模型和指数模型。双曲线模型是将筋材拉拔试验的剪应力一位移关系用双曲线方程近似表示为： 两个参数的回归值与试验值有很大的差异；在屈服阶段两种模型模拟的曲线都与试验曲线有很大的差异，表明这两种模型的剪切刚度较小，不能很好反映筋土界面的实际剪切刚度。 利用式(2-16)、式(2-20)和式(2-23)对双绞合六边形钢丝网拉拔试验数值进行回归分析，见表2-5。回归曲线与实测曲线如图2-14和图2-15所示。可见幂函数模型的回归参数要比前两种模型的误差小，回归相关系数更高。图2-16和图2-17为三种模型拉拔试验模拟曲线，可知幂函数模型不仅在曲线的开始部分和结束部分都和试验曲线有很好的重合性，而且在拉拔的屈服阶段曲率更大，更接近试验曲线。