土工织物与土相互作用的机理

从三个方面探讨了土与土工织物相互作用机理,即土工织物接触界面间的摩擦特征;土与土工织物拉拔试验,加筋土应力与应变关系三轴试验研究,为进一步推广应用于土工织物加筋软土地基提供了可靠的依据。     

生态袋与粘性土界面摩擦特性试验研究

生态袋与土接触面的作用特性对各类生态护坡工程的设计计算至关重要.通过利用TKA-DDS-20A型液晶微控中型土直剪仪,进行生态袋与粘性土界面摩擦特性试验,探讨土体压实度和含水率变化对生态袋与粘性土界面特性的影响.试验结果表明:生态袋与粘性土界面特性的应力-应变关系表现出典型的非线性特征,剪切强度随法向压力的增大而增大,...     

拉拔条件下土工织物的性状——微分方程以及参数估计

本文通过土工织物室内拉拔试验的力学模型,建立拉拔微分方程,并用差分法求解。另外,以实测拉拔力和各测点位移数据{F_t,{U_j}}以及拉拔微分方程构成反问题求解,获得了沿试样长度方向上的摩擦阻力分布及土工织物的应力分布,为土—土工织物界面特性研究提供了一种有效的实验分析方法。     

土工格栅加筋拉拔试验界面特性细观分析

筋材与填土界面摩擦特性直接影响加筋效果,其技术指标在工程设计中占重要地位.采用离散元法软件PFC2D,通过双轴试验和格栅拉伸试验确定土颗粒和格栅参数,建立了不同界面的加筋土拉拔试验模型,从细观角度对土工格栅与不同填土界面特性进行分析.试验结果表明:格栅上侧水平位移量比格栅下侧大;拉拔过程中格栅两侧的剪切带宽度不相等,格栅下侧剪切带宽度较大;不同形状颗粒间咬合嵌锁程度不同,咬合嵌锁程度越大,其水平位移量越小,剪切带宽度越大.     

拉拔速率对土工格栅-砾性土界面摩擦特性的影响分析

为研究土工格栅与砾性土的界面特性,通过室内拉拔试验研究了拉拔速率、法向应力对界面参数的影响,分析了拉拔力峰值、界面摩擦参数及界面摩擦系数比的变化规律.试验结果表明:不同拉拔速率下的拉拔力与拉拔位移曲线均呈现出应变软化特征,且随着拉拔速率的增大,相同法向应力下拉拔力峰值对应的拉拔位移基本相同;随着法向应力的增大,相同拉拔...     

土工合成材料与风积砂界面摩擦特性试验研究

通过拉拔试验测定土工合成材料与风积砂的界面摩擦特性.结果表明：在风积砂中设置土工合成材料,会使风积砂获得一定的粘聚力,粘聚力的大小与材料的自身性质有关;加入土工合成材料以后,填料的内摩擦角会有一定的减小,其减小的程度与土工合成材料自身的材料性质以及材料的几何形式有关.得出了不同种类的土工合成材料对填料产生的影响.     

土工格栅复合夯实水泥土桩-土界面接触特性分析

针对桩-土接触面的摩擦特性,在夯实水泥土桩-土界面中设置土工格栅,以增强夯实水泥土桩-土的相互作用。采用三维数值软件模拟直接剪切试验和静载试验,对土工格栅复合夯实水泥土桩-土界面接触特性进行分析,研究土工格栅复合夯实水泥土桩-土接触面的应力、变形和强度的变化规律。结果表明:土工格栅复合夯实水泥土桩-土接触界面的摩阻力峰值有所增加,达到峰值后,摩阻力曲线下降速率缓慢;静载试验中,在夯实水泥土桩表面复合土工格栅后,对应的基础沉降比普通夯实水泥土桩复合地基的沉降小,且夯实水泥桩的轴向压缩变形也小。     

固结-渗透-注气联合试验装置的研制

为了研究含气土的固结渗透特性,在前人的基础上研制了固结-渗透-注气联合试验装置.该装置克服了水气分离和密封两大难题,具有结构简单、应用范围广等特点.为了检验该试验装置的可行性,利用该装置进行饱和土的固结和渗透试验,表明该装置与传统装置的试验结果具有较好的一致性.利用该装置进行注气试验,虽然目前注气试验尚无其他同类试验资料作对比,但试验的结果规律性较好,由此可以判断所研制的试验装置是合理可行的.研制的试验装置有望在研究含气土的固结渗透特性方面发挥作用,也可以用于研究气泡在土体中的运移特性.     

填料级配对筋土界面特性的影响

不同填料级配对筋土界面特性的影响直接关系到工程的稳定性.通过室内大型直剪试验,研究了颗粒级配、密实度、筋材种类等对于界面强度的影响,深入了解筋土界面抗剪强度以及界面剪胀特性.试验结果表明,粗颗粒和细颗粒土分别与筋材的界面强度要明显大于级配较好的标准砂与筋材的界面强度.密实砂土界面强度具有类似混凝土材料强度高韧性低脆性破坏的特性.对于土工格栅,粗颗粒砂粒由于粒径较大达到峰值强度需要较大的剪切位移.     

土工织物与土的摩擦特性试验研究

本文介绍了300mm×30mm直剪仪上,通过剪切试验和拉拨试验,对~#4编织布和~#2非织造布(无纺)与标准砂、中砂和粘性土之间的摩擦特性进行的研究和成果。     

土工格栅与压实膨胀土的界面模型及其参数

针对土工格栅与膨胀土界面特性研究的不足,采用单向和双向土工格栅,以及南水北调中线工程新乡段的膨胀性泥灰岩风化土,在填土尺寸为600mm×600mm×600mm的大型叠环式剪切仪上进行一系列拉拔试验,研究了不同含水量及干密度下筋土界面的平均摩阻力-相对位移特征和界面强度特征。采用理想弹塑性模型模拟界面行为,并将界面强度曲线表达为线性函数,基于界面平均摩阻力和筋土平均相对位移研究了界面参数。此外,探讨了考虑渐进屈服时界面参数的反馈分析方法。     

温度影响下能量桩-土接触面剪切特性试验研究

能量桩工作过程中,桩体受温度变化影响会产生热变形,进而引起桩周土体的循环剪切作用,弱化地基承载力,给桩基的正常使用带来风险。由于传统直剪仪无法模拟能量桩工作过程中的温度变化,因此对桩-土接触面力学特性受温度影响的变化规律研究较少。对传统直剪仪进行改造,使其可以改变剪切试样温度;所用土体从重庆某施工现场取样,开展不同温度变化下桩-土接触面的室内土工直剪试验,分析单次温度变化和循环温度变化对桩-土接触面力学性能的影响,并对温度影响下桩-土接触面力学特性与土体力学特性的差异进行比较。结果表明,能量桩-土接触面的抗剪强度受温度影响较大;随着温度的升高,能量桩-土界面摩擦角和黏聚力先减小后增大;低法向应力下温度循环对桩-土接触面力学特性影响较大,而高法向应力下温度循环对桩-土接触面力学特性影响不显著;土体的抗剪强度、黏聚力和摩擦角随温度变化规律与桩-土界面类似。     

土与结构接触面试验仪的研制与应用

为真实地反映接触面的性状,自主研制和开发了一台可用于土与结构物接触面试验的新型接触面试验仪,该仪器可实现接触区域土体沿剪切方向的自由变形;采用数字图像位移测量技术,并开发了与之配套的细观位移测量软件,可从宏观和细观2个方面对接触区土体变形进行精确测量;实现了接触面应力与位移量测的自动化.试验结果表明,该仪器能够测定和研究接触区土体的应力变形性状及土与结构面的相互作用机理和规律;土体与结构物的接触作用不只发生在接触界面上,还存在一个接触区,应对接触区的应力变形性状进行详细研究,才能建立合理的接触面本构关系.     

土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的研制与验证

真三轴仪是研究复杂应力状态下土体力学特性的理想仪器,但如何保持加载结构与土体之间无摩擦力且三个方向无干扰加载是真三轴仪研制的技术瓶颈。针对“刚柔复合型”真三轴仪中刚性加载板与试样之间的双向摩擦力问题,基于土体与加载板之间的接触由“整体接触变为分散式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦”的减摩新方法,研制了土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板。详细介绍了该装置的结构原理和细部构造,通过大型直剪试验和数值计算论证了分散式接触代替整体式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦的减摩措施效果。结果表明,1）试样与加载板之间的摩擦系数低至0.023,与传统减摩方法相比,摩擦系数可降低90%以上。2）与整体式接触相比,分散式接触可使试样3个方向的应力和变形更为均匀,并较大程度地降低试样与加载板之间的摩擦力。3）采用分散式滑块相互搭接并预留间隙方法满足随试样同步变形,实现了大变形条件下（竖向最大变形量90 mm,应变达15%）真三轴试验的三向无干扰独立加载。土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的成功研制,有效消除了试样与加载板之间的界面摩阻力,使试样在接触面切线方向上可以自由双向变形,又实现大变形条件下三向加载互不干扰,破解了真三轴仪研制中的关键技术难题。     

加筋土土工带的拉拔试验研究

使用三种土工带，在中型直剪仪中进行拉拔试验，研究其应力应变关系，确定强度参数c*、ψ*，似摩擦系数f*和残余似摩擦系数F*。试验结果表明摩阻力f随正应力σv增加而增加，但并不是无限止的线形增加。指出某些土工合成材料制作工艺方面的不足，并对加筋土工程填料的选择提出建议。     

含水率对下蜀土抗剪强度的影响

为研究不同剪切方式中,含水率对下蜀土抗剪强度的影响,选取下蜀土为研究对象,进行多组原状土样的快剪、慢剪和反复直剪试验。试验结果表明:下蜀土试样含水率在19%~28.2%之间变化时,随着含水率的增加,土的抗剪强度总体呈下降趋势,但不同剪切方式中影响规律不同。快剪试验中,含水率对土体抗剪强度的影响较大,当含水率增加到23.5%附近时,黏聚力和内摩擦角均急剧下降;慢剪和反复直剪试验中含水率对土体的抗剪强度影响较小。快剪和反复直剪试验中,土的抗剪强度主要受黏聚力控制;慢剪试验中,土的抗剪强度主要受内摩擦角控制。快剪、慢剪和反复直剪分别模拟下蜀土滑坡中的快速滑动、缓慢滑动和古滑坡的再次滑动,试验结论可为不同类型下蜀土滑坡的防治工程提供参考。     

木梁-夯土界面粘结滑移性能及其计算方法

福建土楼中夯土与木梁的界面性能是二者能够共同工作的基础,而木梁与夯土界面的粘结滑移关系是其界面性能的综合反映.为探讨木梁夯土界面的粘结滑移性能,进行了8个木梁-夯土节点试件的拉拔模型试验,考虑竖向压力、木梁伸入长度和木梁表面粗糙度对其粘结力组成、极限荷载等的影响,对木梁-夯土界面进行有限元建模分析,并提出粘结力的计算方...     

静压桩与土体间滑动摩擦及其时效性研究

静压桩贯入地基时,桩侧面与土之间会产生滑动摩擦。采用改进直剪仪进行试验,研究了静压桩与天津滨海新区土体间的滑动摩擦及其时效性,得出了静压桩与土的外摩擦角及其变化规律,并总结了静压桩与土摩阻力的时效性机理。研究发现滑动摩阻力与土的类型、法向应力有关,且与法向应力近似呈直线关系;随着时间的增长,粘土和淤泥质土与桩之间的摩阻力显著增大,且与桩的承载力增长曲线相近。对进一步研究天津滨海地区静压桩的挤土效应和承载力具有一定的参考价值。     

剪切速率对黏性土混凝土界面抗剪强度影响的试验研究

通过自行研制的大型恒刚度桩土界面直剪仪,进行6种剪切速率的黏性土混凝土界面剪切试验,探讨剪切速率对黏性土混凝土界面抗剪强度的影响规律。结果表明：在黏性土混凝土界面,超孔隙水压力随着剪切速率的提高而增大;法向应力和剪切速率通过影响超孔隙水压力大小,决定黏性土混凝土界面剪切峰值强度和剪切破坏位移的大小;剪应力剪切位移关系曲线由基本一致变化到一定范围内产生偏离,且法向应力和剪切速率越大偏离越显著,并出现明显的应变软化现象;剪切速率从0.4 mm/min增加至5.0 mm/min,黏性土混凝土界面抗剪强度减小幅度增大,摩擦系数减小0.1,有效黏着力的变化介于0.81~5.93 kPa之间。     

水对库区路基不同密实度碎石土的弱化试验分析

准确测定不同含水率不同密实度下的碎石土抗剪强度参数是碎石土路基稳定分析的重要前提,选取受库水影响的公路路基碎石土土样,进行了不同试验条件下的碎石土室内直剪试验。结果表明:碎石土粘聚力随碎石土中细粒土含水量的增加呈先增加后减小的现象,而内摩擦角则随细粒土含水量的增大呈现初始缓慢降低,而后急剧减小的趋势。若制备土样时的预压力值不同,特别是该预压力值小于直剪试验时对土样施加的正应力值时,试验拟合所得的抗剪强度参数值会受到其影响,表现有所差异。