[发明专利]一种基于数值模拟的桩承式路堤多层加筋体加固技术

权利要求书

1.一种基于数值模拟的桩承式路堤多层加筋体加固技术，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：依据桩承式多层加筋路堤典型断面的设计图纸，应用有限元软件对路堤、加筋垫层、桩体和软土地基进行模拟仿真，建立桩承式多层加筋路堤三维有限元模型；

所述步骤一中，桩承式多层加筋路堤三维有限元模型的建立步骤具体如下：

(1)所述路堤、桩体和软土地基均采用C3D8单元进行模拟，按实际截面属性建模，并将路堤、桩体和软土地基划分为均匀的正方体网格；

(2)所述加筋垫层由碎石垫层和多层加筋体组成，碎石垫层采用C3D8单元进行模拟，多层加筋体采用M3D4单元进行模拟，可全面考虑加筋垫层和加筋体的几何尺寸和受力特性；

(3)在步骤(1)和(2)所述的桩体和软土地基之间、碎石垫层和多层加筋体之间设置接触，利用“Penalty”函数接触模拟桩和软土地基、碎石垫层和多层加筋体之间的切向接触特性，利用“硬接触”模拟桩和软土地基、碎石垫层和各层加筋体之间的法向接触；

步骤二：对桩承式多层加筋路堤三维有限元模型进行静力学分析，得到加筋垫层内各层加筋体拉应力、应变的分布规律以及各层加筋体之间拉应力、应变比值的分布范围；

步骤三：根据已经获得的加筋垫层内各层加筋体拉应力、应变的分布规律以及各层加筋体之间拉应力、应变比值的分布范围，对加筋垫层内各层加筋体的强度等级进行调整；通过增大下层加筋体的强度等级，降低中、上层加筋体的强度等级，得到加筋垫层内各层加筋体强度等级的优化方案。

2.根据权利要求1所述的一种基于数值模拟的桩承式路堤多层加筋体加固技术，其特征在于：所述步骤三中，通过对建立的桩承式多层加筋路堤三维有限元模型进行计算分析，得到路堤自重荷载作用下各层加筋体拉应力、应变的比值分布范围；根据所述比值分布范围，调整加筋垫层内部各层加筋体的强度等级，增大下层加筋体的强度等级，降低中、上层加筋体的强度等级；再根据步骤(1)和(2)的方法，在保持各层加筋体总强度不变的前提下，仅改变各层加筋体的强度比例，建立多个桩承式多层加筋路堤三维有限元模型，并对各个模型中底层加筋体的拉应力、应变的大小进行对比分析，得到底层加筋体应变最小时对应的各层加筋体的强度等级，据此提出一种加筋垫层中各层加筋体强度等级的优化方案。