土工格栅加筋粘土邓肯-张模型试验参数研究

针对广泛应用于土工数值模拟分析中的邓肯-张模型,利用常规三轴压缩试验,对土工格栅加筋粘土的邓肯-张模型参数随含水率和加筋层数的变化规律进行研究。三轴压缩试验中含水率分别为17.5%,20%,22.5%,25%,加筋层为0,1,2层。研究结果表明,模型各参数随含水率和加筋层的变化都表现出一定的规律特征,尤其是含水率对参数c、φ、K、n、D的影响较为明显,可以认为含水率变化是引起土工格栅加筋粘土邓肯-张模型参数动态变化的重要原因;粘土加入土工格栅显著提高了粘土的φ、K、Rf值,在一定程度上说明了土工格栅加筋粘土的加筋效果。     

土工格栅加筋尾矿砂的强度理论模型研究

根据加筋土三轴压缩试验破坏特征,研究土工格栅加筋尾矿砂体的理论强度模型,并构造出摩擦型破坏和断裂型破坏的强度理论模型表达式。该模型可直接分析加筋后尾砂体强度指标,经与室内试验结果验证,强度分析预测值与试验数据符合性较好。     

土工格栅加筋粘土的三轴试验研究

通过对具有不同含水率、不同土工格栅加筋层的粘土进行了三轴压缩试验,测定了土工格栅加筋土体的抗剪强度指标。分析了土工格栅加筋粘土体的内摩擦角和粘聚力随含水率、加筋层的变化规律,得出了有土工格栅加筋粘土的重要结论。     

土工格栅加筋土挡土墙失稳分析

土工格栅加筋土挡土墙在公路、水利和建筑等领域的应用越来越广泛，通过分析鞍山高新开发区某公路土工格栅加筋土挡土墙的失稳特征和失稳的原因，总结出土工格栅加筋土挡土墙在设计和施工方面应注意的问题。     

加筋粗粒土强度变形特性试验研究

采用大型三轴仪与大型直剪仪, 对粗粒土、加筋土强度变形特性进行了实验研究。直剪试验结果表明: 不同竖向荷载下粗粒土和加筋粗粒土剪切的剪应力-剪切位移关系类似, 应力应变曲线均出现应变软化现象, 但软化特性变化不大; 加筋土法向位移-剪切位移变化曲线表现为法向应力越低, 剪胀现象越明显; 粗粒土加筋后的内聚力增加, 但是内摩擦角却降低。三轴试验结果表明, 不同围压条件下粗粒土和加筋土主应力差与轴向应变关系曲线表现为应变硬化型, 围压越大, 主应力差与轴向应变关系曲线越陡, 应变硬化特性越明显, 最大主应力差越大; 围压越低, 剪胀作用越明显, 越容易由剪缩发展到剪胀, 反之围压越高, 则剪缩作用越明显; 当轴向应变较小时, 加筋效果不明显, 随着轴向应变的逐渐增大, 加筋效果逐渐发挥。加筋土的内聚力明显大于粗粒土, 而内摩擦角基本上相等; 利用三轴试验结果对邓肯-张模型的适用性进行了分析研究, 表明邓肯-张模型能合理地确定粗粒土与加筋土的强度以及切线弹性模量, 但难以描述和确定粗粒土的变形特性和切线泊松比, 且不能反映粗粒土的剪胀性。     

土工格室加筋路堤试验研究

通过室内小比例尺模型试验,模拟了土工格室在路堤中相同边坡坡比下,未加筋与加1层、2层筋,共计3种结构,在坡顶荷载作用下坡顶沉降和边坡的变形规律.研究了土工格室加筋参数对路堤边坡结构性能的影响.试验结果表明,加筋能大幅提高路堤的稳定性和承载能力,并得出了土工格室埋在土中的力学特征,对工程实践具有一定的指导意义.     

土工格栅加筋尾矿坝的界面力学特性研究

保证尾矿堆放场所的安全，对保护周边生态环境、确保周边人民人身与财产安全具有重要意义。为了给尾矿坝加筋处理选择更为合适的土工材料，选用Paragrid 单向聚酯纤维纤塑土工格栅、HDPE-TGDG100高密度聚乙烯土工格栅作为试验土工材料，研究了两者与尾矿坝的界面力学特性，并设计了1个分别使用此2种土工材料的尾矿坝加筋界面力学对比试验，试验中法向应力设置有10、20、30、40 kPa四级。结果显示，在直剪与拉拔试验中，Paragrid格栅与尾矿填料的界面似摩擦角比HDPE-TGDG100格栅的高40.25%与4.57%，Paragrid格栅与尾矿填料的界面似黏聚力分别比HDPE-TGDG100格栅的高54.41%、4.69%。数据表明，Paragrid格栅的力学性能更为优良，采用Paragrid格栅对尾矿坝加筋，工程应用效果更好。该研究的成果对于尾矿坝加筋工程的技术改良具有一定指导作用。     

土工格栅加筋柔性路面力学行为的数值模拟

软弱路基上的粒料基层柔性路面,在交通荷载的反复作用下,会产生过量的塑性累积变形。置于基层和土基间的土工格栅,通过接触面摩阻力对基层和土基施加侧向约束,抑制基层塑性变形发展,改善土基表面应力分布。该文应用有限元法分析一土工格栅加筋模型的力学行为,并探讨基层厚度、土基回弹模量、基层-土基回弹模量比、格栅拉伸模量对加筋效果的影响。分析表明:加筋效果同基层厚度、土基回弹模量、基层-土基模量比、筋材拉伸模量密切相关;低模量筋材加筋、基层较厚时,加筋效果明显降低。     

筋土界面作用特性的试验研究

筋-土界面的作用特性直接决定加筋土工程的稳定性,所以筋材与填料的界面技术指标是土工加筋关键的设计指标.该文利用TZY-1型土工合成材料综合测定仪,以塑料土工格栅为加筋材料,以红粘土为填料进行直剪摩擦和拉拔摩擦试验,对不同压实度、不同加筋材料、不同速率下加筋土的摩擦特性、抗拔位移的变化规律进行了研究,为今后的加筋土工程应用提供参考,为相关工程的稳定性和变形分析提供依据.     

网孔尺寸对格栅-尾矿界面特性的影响

目前加筋尾矿结构中土工格栅的选用未考虑网孔尺寸的影响,仅考虑格栅的极限抗拉强度,致使格栅网孔尺寸的选用还存在较大的主观性。为了研究土工格栅加筋尾矿的网孔尺寸,也就是格栅-尾矿界面与剪切面面积比对格栅-尾矿界面强度参数的影响规律。选用5种网孔尺寸(12.7 mm×12.7 mm,25.4 mm×25.4 mm,38.1 mm×38.1 mm,50.8 mm×50.8 mm,63.5 mm×63.5 mm)相同规格的土工格栅,分别通过直剪试验和拉拔试验对格栅-尾矿的界面特性进行分析,探求土工格栅加筋尾矿的合理网孔尺寸。试验结果表明:两种试验条件下,随着土工格栅网孔尺寸增大,格栅-尾矿界面强度指标似黏聚力减小,似摩擦角增大;格栅网孔尺寸的变化对似黏聚力的影响显著,对似摩擦角的影响较小;随着格栅网孔尺寸的增大,界面似摩擦因数逐渐降低,降低幅度越来越慢,且法向应力越大,界面似摩擦因数变化范围越小;相同条件下,拉拔界面似黏聚力约为直剪界面似黏聚力的0.7倍,拉拔界面似摩擦角约为直剪界面似摩擦角的0.45倍。为了更准确分析土工格栅加筋尾矿的效果,应该将格栅-尾矿界面摩擦作用从界面综合摩擦作用中分离出来,得到格栅-尾矿界面摩擦因数比;随着格栅-尾矿界面与剪切面面积比的减小,格栅-尾矿界面摩擦因数比先轻微上升,后发生陡降,格栅加筋作用迅速消失。土工格栅加筋尾矿的合理网孔尺寸应控制在格栅-尾矿界面与剪切面面积比为0.4左右,即所用格栅网孔尺寸为38.1 mm×38.1 mm时,此时土工格栅加筋尾矿的效果最佳。     

土工格栅与土界面的拉拔试验分析

通过经编土工格栅、单向土工格栅与粗砂、圆砾、残积土在不同法向压力下的拉拔试验,研究土工格栅与土界面特性。结果表明,单向格栅界面的拉拔系数和摩擦系数均小于经编土工格栅界面,界面摩擦系数随着土体颗粒粒径的增大而增大。同时结合有限元分析的方法,将数值结果与试验结果进行比较,进一步研究了法向压力、加筋长度、土体模量、格栅轴向刚度、界面折减因子等参数对界面特性的影响。最后研究了不同拉力作用下的界面剪应力和轴力分布规律。     

弹塑性有限元法确定土工格栅加筋路堤的沉降及承载力

地基土由于在其上部填筑路堤会发生沉降、变形 ,在路堤底部铺设土工格栅后 ,路堤及地基中的应力和变形均会发生变化。该文利用欧洲通用的岩土工程有限元软件PLAXIS分析比较了路堤在加筋和不加筋两种情况下的沉降大小、不均匀沉降的分布以及土体中的应力水平 ,指出了加筋能够减小路堤的沉降量和不均匀沉降 ,提高整体稳定性 ,减少路堤的变形发展。此外 ,该文还利用软件PLAXIS计算了地基土在表面加筋后的承载力大小 ,得出了加筋能够提高地基承载力的结论。     

邓肯—张E-B模型参数对心墙土变形的敏感性研究

有限单元法是一种常见的分析岩土结构变形的数值计算方法,其土体模型参数的准确性是计算结果高可靠性的保证.邓肯—张E-B模型是坝体变形分析计算中常用的一种非线性弹性模型.以一心墙坝为例,针对模型参数的敏感性进行大量的非线性有限元计算,计算结果表明:影响心墙土变形的主要参数为K,Rf和φ,n对心墙土变形的敏感性较低.随着K和φ的增大,心墙土竖向位移减小;随着Rf增大,竖向位移增大.从整体来看,邓肯-张参数对竖向位移的敏感性要大于对有效应力的敏感性.     

加筋粗粒土直剪力学行为与颗粒破碎特性

粗粒土是一种天然填筑材料,在工程中应用广泛。大量学者对加筋粗粒土的力学性质进行了研究,但对直剪过程中颗粒破碎特性尚无人研究。本文采用大型直剪仪,对粗粒土和加筋粗粒土进行了直剪试验研究,研究了其直剪力学行为与直剪过程中的颗粒破碎特性。试验结果表明:粒径和垂直压力越大,峰值强度越大;加筋后,黏聚力均大幅提高,而内摩擦角有一定程度的减小,黏聚力和内摩擦角均随着粒径的增大而增大;土工格栅除了受到与土的摩擦力外,还受到土体对横肋的阻挡力,阻挡力大幅提高了黏聚力;由不同方法计算得到的颗粒破碎率均随着垂直压力的增大而增大。垂直压力越大,颗粒间的接触越紧密,相互作用越剧烈,破碎率越大。同时在相同垂直压力下粒径越大,破碎越严重。加筋后颗粒破碎率显著降低,加筋可以有效防止颗粒破碎。     

易溶盐对锰渣三轴剪切试验的影响

锰渣因其含有易溶盐而在物理力学特性方面表现出盐渍土的特征。本文以脱盐前后的锰渣为研究对象,利用GDS三轴试验系统对其进行三轴剪切试验研究。结果表明,锰渣的应力-应变曲线可分为初始阶段、应变硬化阶段和破坏阶段;易溶盐流失后,脱盐锰渣更易出现应变软化现象。锰渣的应力-应变发展规律能较好地满足Duncan-Chang（邓肯-张）模型,脱盐锰渣的初始模量和极限强度均小于原锰渣。两种锰渣的孔压发展曲线存在一定差异,脱盐锰渣试件中孔隙水压力衰减的现象更显著。锰渣的破坏应力和抗剪强度参数随干密度的增大而增大,干密度对锰渣的粘聚力影响较大,对内摩擦角影响较小;随着易溶盐的流失,锰渣的强度和刚度均有所降低。     

地震动荷载下土工格栅加筋挡土墙变形特性研究

针对目前土工格栅加筋挡土墙动力特性理论研究相对较少这一情况,通过数值分析方法,对土工格栅加筋挡土墙在"Loma Prieta"地震动荷载下面板的侧向位移、表面沉降以及位移场特征进行了初步研究,研究表明土工格栅加筋挡土墙在动荷载下具有良好的抗变形性能。研究结果充实了土工格栅加筋挡土墙动力特性研究理论,有利于工程实践。     

邓肯-张模型参数对尾矿坝变形计算的影响

通过土工试验得到承德某铁矿尾矿库尾矿砂邓肯-张（E-B）本构模型参数,采用Midas GTS有限元分析软件建立该尾矿库数值计算模型,分别对E-B模型中参数K、n、K _b 、m进行了尾矿库变形特性影响的敏感性分析,分析结果表明K、n取值对尾矿库的变形计算结果精度影响较大,其中参数K对尾矿库垂直向位移影响最大,n对水平位移影响最大,因此以上2参数合理取值对于尾矿库变形计算极其重要。