人字形骨架防護(hù)路基邊坡實際尺寸,具體尺寸如下:高1.65m、寬4m、長2.8m、邊坡坡率1:1.5。土質(zhì)邊坡材料為本地優(yōu)質(zhì)土壤,并采用小型平板夯進(jìn)行機(jī)械夯實。灌砂法測試壓實度達(dá)到90% , 滿足實際工程要求。預(yù)制塊采用相同比例縮小模具澆筑而成,混凝土強(qiáng)度等級為C20,與工程用材料一致。按照預(yù)制塊邊坡防護(hù)施工工藝,在模型坡面_上劃線、挖槽,抹M7.5號砂漿并找平,砌筑預(yù)制塊。最終砌成兩排三列人字形骨架護(hù)坡結(jié)構(gòu),并于骨架空隙內(nèi)種植草皮。
人字形骨架護(hù)坡模板使用后的要點為:①人字頂部處等效應(yīng)力小于人字形腳處等效應(yīng)力,為后者的25%~50%;②下排人字腳等效應(yīng)力比同列上排人字腳等效應(yīng)力平均高20%;③坡腳處等效應(yīng)力為骨架結(jié)構(gòu)中等效應(yīng)力大處,與等效應(yīng)力最小值大可相差12倍。規(guī)律①和②說明人字腳處為相對應(yīng)力不利位置,且隨著與坡頂?shù)木嚯x增大而增大的規(guī)律③說明坡腳處為人字形骨架護(hù)坡結(jié)構(gòu)應(yīng)力最不利位置。關(guān)鍵點位等效應(yīng)力數(shù)值計算結(jié)果驗證了模型試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性,同時也說明通過有限元數(shù)值模擬來輔助人字形骨架護(hù)坡結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化是可行的。
人字形骨架各關(guān)鍵點位中人字腳處為相對應(yīng)力不利位置;坡腳處為骨架結(jié)構(gòu)等效應(yīng)力大處,即全局應(yīng)力最不利位置;關(guān)鍵點位豎向位移坡頂處大,隨著與坡頂距離的增加而呈現(xiàn)減少趨勢。
隨離坡頂距離的增加,三種人字形骨架護(hù)坡結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點位等效應(yīng)力均呈波浪形增加,波峰為各人字腳處,最大值在坡腳處,表明人字腳為各人字形骨架受力相對不利位置,坡腳為整個骨架結(jié)構(gòu)的受力最不利位置,以上規(guī)律與實體模型測試結(jié)果基本一致; 對比分析表明砂漿底加預(yù)制塊面結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點位等效應(yīng)力分布較好。
隨離坡頂距離的增加,三種人字形骨架護(hù)坡結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點位和關(guān)鍵坡線豎向位移呈減少趨勢,坡頂為豎向位移最不利位置,以上規(guī)律與實體模型測試結(jié)果基本一致;三種人字形骨架結(jié)構(gòu)均有縱向下凹與凸起的現(xiàn)象;三種結(jié)構(gòu)中漿砌片石底加預(yù)制塊面結(jié)構(gòu)豎向、縱向位移。豎向位移、縱向位移、等效應(yīng)力等指標(biāo)均在人字腳處有減少趨勢,表明人字形骨架能共同受力,在人字腳處應(yīng)力與位移減少,有利于整體骨架的穩(wěn)定。在同等條件下結(jié)構(gòu)2漿砌片石底加預(yù)制塊面結(jié)構(gòu)抗變形能力較好,結(jié)構(gòu)3砂漿底加預(yù)制塊面結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布較好。