土工格室擋土墻是修建擋土墻時(shí)將土工格室作為一種加筋材料成層的水平埋置在土中而形成的人工擋土墻。土工格室擋土墻的研究較少，所查閱的文獻(xiàn)主要集中在加筋土材料試驗(yàn)方面，且對于筋材特性的研究也偏重靜力，動(dòng)力特性的研究尚不多見。本項(xiàng)申請聯(lián)合采用大型三軸試驗(yàn)、直剪試驗(yàn)、振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)和非線性有限元數(shù)值模擬，研究土工格室充填土作用機(jī)理和加固效果，建立土工格室填充土靜、動(dòng)力計(jì)算模型和拉伸變形模型，研究不同結(jié)構(gòu)形式的土工格室擋土墻破壞機(jī)理和抗震性能。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，引入土工格室填充土的復(fù)合土模型，建立復(fù)合土有限元?jiǎng)恿τ?jì)算方法；同時(shí)，引入土工格室材料模型和土工格室與充填土的界面模型，建立可考慮土工格室與充填土相互作用的分離式有限元?jiǎng)恿τ?jì)算方法，開發(fā)適用于土工格室擋土墻的動(dòng)力反應(yīng)分析程序。在試驗(yàn)與計(jì)算分析相互印證的基礎(chǔ)上，將計(jì)算程序應(yīng)用于實(shí)際工程，研究實(shí)際土工格室擋土墻動(dòng)力反應(yīng)特性和抗震性能，提出有效的抗震措施。

鑒于土工格室充填土擋土墻工程的抗震設(shè)計(jì)缺乏依據(jù)和理論研究明顯落后于工程實(shí)踐等問題，本項(xiàng)目組聯(lián)合采用多項(xiàng)試驗(yàn)手段和有限元數(shù)值模擬方法開展了一系列研究。 通過窄條帶拉伸試驗(yàn)研究了不同拉伸速率條件下HDPE土工格室片材的變形以及力學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)土工格室片材在拉伸條件下會(huì)發(fā)生頸縮現(xiàn)象，并逐漸趨于穩(wěn)定；拉伸速率對土工格室片材的應(yīng)力~應(yīng)變關(guān)系、拉伸模量、峰值強(qiáng)度、峰值應(yīng)變等參數(shù)產(chǎn)生不同程度的影響。 采用大型三軸儀，進(jìn)行土工格室充填土（土、砂、石）試樣的固結(jié)排水剪試驗(yàn)（平行進(jìn)行無土工格室加固的充填土試樣試驗(yàn)），研究土工格室加固前后充填土試樣的應(yīng)力~應(yīng)變關(guān)系變化規(guī)律，以初始模量、峰值強(qiáng)度、破壞應(yīng)變、殘余強(qiáng)度等參數(shù)和破壞性態(tài)為研究點(diǎn)。結(jié)果表明，土工格室破壞的主要形式是土工格室片材焊接部位的剝離和片材的塑性延伸；加入土工格室后，粗粒土的峰值強(qiáng)度、峰值應(yīng)變、殘余強(qiáng)度有著顯著提高。并按照不同的強(qiáng)度理論整理了強(qiáng)度參數(shù)，總結(jié)了強(qiáng)度參數(shù)的變化規(guī)律，其中組合強(qiáng)度模型既能反映粗粒土強(qiáng)度的非線性，同時(shí)也可反映土工格室的附加凝聚力作用。 結(jié)合三軸試驗(yàn)成果，在本項(xiàng)目組自行開發(fā)的巖土工程三維非線性分析軟件GEODYNA的基礎(chǔ)上，引入土工格室（充填土）的復(fù)合土模型，建立復(fù)合土有限元?jiǎng)恿τ?jì)算方法；同時(shí)，采用基于臨界狀態(tài)理論和廣義塑性理論的彈塑性模型模擬充填土的動(dòng)力變形特性，考慮多孔介質(zhì)水土耦合作用，采用先進(jìn)的面向?qū)ο蠓椒ǎ設(shè)penMP作為支持程序并行計(jì)算的API，提高計(jì)算效率，開發(fā)了適用于土工格室擋土墻的動(dòng)力反應(yīng)分析程序。 采用分離式有限單元法對土工格室加筋擋土墻進(jìn)行計(jì)算，定性分析了土工格室加筋擋土墻施工中的變形特性，破壞形式，重點(diǎn)研究了地震作用下土工格室加筋擋土墻的動(dòng)力變形特性。對比不同工況的數(shù)值分析結(jié)果，討論了加筋長度和加筋間距對土工格室加筋擋土墻的靜力和動(dòng)力作用下變形特性的影響，為工程實(shí)踐提供理論依據(jù)。 結(jié)合本項(xiàng)目研究，培養(yǎng)博士生1名，碩士生3名，發(fā)表論文6篇，其中SCI收錄1篇。以上述軟件作為重要組成部分的軟件系統(tǒng)通過了遼寧省信息安全與軟件測評認(rèn)證中心的檢測，并獲水力發(fā)電科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

本書簡要介紹了土工格室和土工格室擋墻在工程實(shí)踐中的應(yīng)用，采用離心模型試驗(yàn)、有限元數(shù)值分析和極限平衡理論相結(jié)合的手段研究了土工格室擋墻的破壞機(jī)理及其影響因素，發(fā)現(xiàn)了土工格室支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞模式存在類邊坡破壞和剛性擋墻破壞兩種形態(tài)。采用基于極限平衡理論的通用條分法和有限元強(qiáng)度折減法分析評價(jià)了土工格室擋墻的破壞模式，初步探索了土工格室加筋土結(jié)構(gòu)的三維數(shù)值模擬方法。

本書不僅可以讓讀者了解土工格室擋墻的破壞機(jī)理、破壞模式及穩(wěn)定分析方法的研究新進(jìn)展，而且還可以了解土工格室擋墻的一些工程應(yīng)用情況。

中文摘要：爆炸荷載作用下玻璃幕墻的破壞機(jī)理涉及到PVB膠片的本構(gòu)關(guān)系、夾層玻璃靜力作用下力學(xué)模型、爆炸沖擊荷載-玻璃流固耦合作用等前沿問題，國內(nèi)外在這些方面的研究還未取得突破性進(jìn)展。因此課題通過試驗(yàn)手段建立PVB膠片的本構(gòu)關(guān)系，通過夾層玻璃靜力試驗(yàn)及數(shù)值模擬，建立與實(shí)際受力相符的力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行抗爆炸試驗(yàn)及數(shù)值模擬的研究分析，對玻璃幕墻在爆炸作用下的破壞機(jī)理和性能研究進(jìn)行研究，為玻璃幕墻的抗爆炸設(shè)計(jì)有價(jià)值的參考。得到了夾層玻璃PVB膠片在不同溫度及加載速率下的本構(gòu)關(guān)系模型；進(jìn)行了四邊簡支夾層玻璃的承載力試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究，建立了與實(shí)際受力相符的夾層玻璃力學(xué)模型；進(jìn)行了不同類型玻璃面板在爆炸沖擊荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)試驗(yàn)，研究了不同玻璃類型的破壞形式；在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了爆炸荷載作用下玻璃面板動(dòng)力響應(yīng)的有限元分析，并考慮了不同參數(shù)（玻璃尺寸、厚度）對玻璃面板抗爆性能的影響；采用多物質(zhì)ALE算法進(jìn)行了了炸藥作用下爆炸的產(chǎn)生以及爆炸沖擊波與玻璃面板結(jié)構(gòu)之間的耦合作用的數(shù)值分析；基于試驗(yàn)及有限元結(jié)果，提出了爆炸沖擊荷載作用下玻璃幕墻動(dòng)力響應(yīng)的簡化分析方法。 2100433B