一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法技术

本发明专利技术公开了一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，解决了现有技术土工格栅横肋阻挡力无精确测量方法的问题，具有能有效计算横肋阻挡力的有益效果，具体方案如下：一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，包括向土工格栅施加拉拔力；确定各测量点的位移，并获得各测量点处的剪应力；通过剪应力和横肋与接触体之间的摩擦面积，确定横肋的表面摩擦阻力；通过格栅纵肋测量区间的‑应变之间的关系，确定格栅各个节点位置的应力，并确定格栅各个节点位置的拉伸力，由格栅各个节点位置的拉伸力和横肋的表面摩擦阻力获得横肋阻挡力。

【技术实现步骤摘要】
一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法
本专利技术涉及土木工程领域，尤其是一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法。
技术介绍
双向土工格栅在土体拉拔过程中所受到的总拉拔力F总主要由三部分组成：(1)纵肋(即与拉拔方向一致的肋条)的表面摩擦阻力F纵f；(2)横肋(即与拉拔方向垂直的肋条)的表面摩擦阻力和(3)横肋与土体之间的阻挡力。然而，专利技术人发现当前对土工格栅在土中的拉拔机理的研究仍不彻底，目前的试验手段只能确定横肋表面摩阻力与阻挡力之和，而土工格栅横肋阻挡力尚无精确的测量方法。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，计算横肋阻挡力的作用，可以更好的分析格栅各部分的受力特性，在工程应用中，土中铺设格栅时可以更精确的分析力的作用，对加筋土体整体受力及稳定分析有重要作用。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：本专利技术提供了一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，包括：向土工格栅施加拉拔力，拉拔力作为边界条件，才能进行后续的分析计算；确定各测量点的位移，并获得各测量点处的剪应力；通过剪应力和横肋与接触体之间的摩擦面积，确定横肋的表面摩擦阻力；通过格栅纵肋测量区间的电阻-应变之间的关系，确定格栅各个节点位置的应力，并确定格栅各个节点位置的拉伸力，由格栅各个节点位置的拉伸力和横肋的表面摩擦阻力获得横肋阻挡力。上述的方法中，接触体为土体，通过格栅节点的拉伸力和表面摩擦阻力来获得横肋阻挡力，获得的横肋阻挡力数据更加准确，有利于更好的分析土工格栅各部分的受力特性。如上所述的一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，根据有限差分法确定所述各测量点的位移，具体通过下式求解纵肋各测点处的位移ui：其中，位移u0为拉拔端位移，可从拉拔试验结果中直接得出，Δxi+1为测量点i和i+1之间的距离；εi+1为i+1测量区间平均应变；ui+1、ui为测量点i和i+1的位移。如上所述的一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，根据直剪试验建立剪应力-位移曲线，具体是根据筋土界面直剪试验，建立相应的剪应力-位移方程，将各测量点的位移代入剪应力-位移方程中，从而获得所述各测点处的剪应力。如上所述的一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，所述通过剪应力和横肋与接触体之间的摩擦面积，确定横肋的表面摩擦阻力包括如下内容：假设各个节点处剪应力不发生变化，且横肋没有变形，通过节点处剪应力与横肋与接触体之间的摩擦面积相乘，确定横肋的表面摩擦阻力。如上所述的一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，基于导电聚合物的拉敏特性，根据机敏土工格栅的拉敏性公式，根据两个测点之间的电阻值，获得格栅各个节点位置的应变，具体通过如下公式获得应变：其中，R0为两个测点之间的电阻值。如上所述的一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，根据格栅的单轴拉伸试验全应力应变曲线，建立格栅方程，拟合土工材料的应力-应变曲线方程，获得格栅各个节点位置的应力，将获得的格栅各个节点位置的应变代入应力-应变曲线方程，获得相应的应力。如上所述的一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，所述格栅各个节点位置的拉伸力通过所述格栅各个节点位置的应力与格栅纵肋截面积相乘来获得。如上所述的一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，根据受力平衡，所述横肋阻挡力包括格栅单侧节点所受单侧横肋阻挡力之和，单侧横肋阻挡力通过格栅各个节点位置的拉伸力之差减去所述横肋的表面摩擦阻力获得，这里格栅各个节点指的是土工格栅中部一条横肋上的多个节点。上述本专利技术的有益效果如下：1)本专利技术通过对横挡阻挡力的获得，可更好的分析格栅各部分的受力特性，在工程应用中，土中铺设格栅时可以更精确的分析力的作用，对加筋土体整体受力及稳定分析有重要作用。2)本专利技术通过剪应力-位移曲线的获得，通过代入格栅测量点的位移获得测量点的剪应力，通过剪应力便于横肋表面摩擦阻力的获得。3)本专利技术通过基于导电聚合物的拉敏特性，便于格栅两个测点之间电阻的获得，从而有利于格栅各个节点位置应变的获得。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1是本专利技术根据一个或多个实施方式的机敏土工格栅的导电网络示意图。图2是本专利技术根据一个或多个实施方式的机敏土工格栅布置图。图3是本专利技术根据一个或多个实施方式的机敏土工格栅在节点处的受力示意图。图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。其中：1.土工格栅，2.格栅横肋，3.格栅纵肋，4.格栅节点，5.导电胶带。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本专利技术另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致；并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。术语解释部分：本专利技术中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术的具体含义。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中土工格栅横挡力无精确测量方法的不足，为了解决如上的技术问题，本专利技术提出了一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法。本专利技术的一种典型的实施方式中，一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，包括：对土工格栅施加法向拉拔力，拉拔力作为边界条件，才能进行后续的分析计算；利用拉敏特性公式建立土工格栅纵肋测量区间的电阻-应变之间的关系；通过有限差分法确定各测量点的位移u；通过直剪试验测定的剪应力τ-位移u关系确定各测量点对应的剪应力τ；利用剪应力τ乘以横肋与土之间的摩擦面积A，确定横肋上的表面摩擦阻力F横f；利用格栅拉伸试验测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，其特征在于，包括：/n向土工格栅施加拉拔力；/n确定各测量点的位移，并获得各测量点处的剪应力；/n通过剪应力和横肋与接触体之间的摩擦面积，确定横肋的表面摩擦阻力；/n通过格栅纵肋测量区间的-应变之间的关系，确定格栅各个节点位置的应力，并确定格栅各个节点位置的拉伸力，由格栅各个节点位置的拉伸力和横肋的表面摩擦阻力获得横肋阻挡力。/n

【技术特征摘要】
1.一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，其特征在于，包括：
向土工格栅施加拉拔力；
确定各测量点的位移，并获得各测量点处的剪应力；
通过剪应力和横肋与接触体之间的摩擦面积，确定横肋的表面摩擦阻力；
通过格栅纵肋测量区间的-应变之间的关系，确定格栅各个节点位置的应力，并确定格栅各个节点位置的拉伸力，由格栅各个节点位置的拉伸力和横肋的表面摩擦阻力获得横肋阻挡力。


2.根据权利要求1所述的一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，其特征在于，根据有限差分法确定所述各测量点的位移。


3.根据权利要求1或2所述的一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，其特征在于，根据直剪试验剪应力-位移曲线，建立相应的剪应力-位移方程，将各测量点的位移代入剪应力-位移方程中，从而获得所述各测点处的剪应力。


4.根据权利要求1所述的一种确定机敏土工格栅在拉拔过程中横肋阻挡力的方法，其特征在于，所述通过剪应力和横肋与接触体之间的摩擦面积，确定横肋的表面摩擦阻力包括如下内容：

【专利技术属性】
技术研发人员：崔新壮，孙玉杰，王艺霖，郝建文，孙华琛，张小宁，包振昊，李向阳，路雨，李骏，王帅，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37