土工合成材料蠕变的研究

蠕变是土工合成材料应用于永久性加筋土结构中的重要特性。本文介绍了蠕变的机理和影响因素、试验仪器、操作步骤和试验成果的整理方法，以及为减短试验持续时间而推荐的时温叠加法和分级等温法，比较了不同规范的要求，同时也简要介绍了土工合成材料的动力蠕变试验和土工泡沫及土工合成材料粘土垫层的蠕变试验，以及铺设破坏与蠕变结合的试验。文中还给出了对蠕变研究的一些建议。     

土工合成材料加筋土柔性桥台研究现状

土工合成材料加筋土有较好的力学性能与抵抗变形特,土工合成材料加筋土桥台将桥梁结构和连接路基置于共同的加筋土基础上,具有造价低,工期快的特点,在国内工程已逐渐受到重视并应用.本文系统总结了土工合成材料加筋土柔性桥台室内试验、现场试验、数值模拟和设计计算方法.     

土工合成材料的拉拔试验研究

拉拔试验被认为能较好地反映加筋材料在土中的界面特性。通过单向土工格栅、经编土工格栅和有纺土工布在砂砾石、中粗砂和残积土中的拉拔试验，测定其界面摩擦系数，评价其界面特征。     

也对《土工合成材料应用技术规范》谈点看法

近日拜读了贵刊刊登的清华大学李广信教授的“说三道四议规范”的系列文章，深受启发，我国现行的规范确实有很多不甚合理之处，通过对规范的“说三道四”可以加深对规范条文的理解，无疑对正确使用规范将会受益非浅。目前，在土工合成材料加筋土支挡结构设计中，一方面，相当多的设计人员对“安全系数”如何进行具体量化一头雾水，与此同时也有专家对“安全系数”的重叠使用质疑，认为这是“床上加床，房上加房”的极大浪费。本人结合在土工合成材料加筋土支挡结构设计、施工的一些所见所闻的实例，对《土工合成材料应用技术规范》的“安全系数”也谈一些看法，希望能起到抛砖引玉的作用。     

关于土工合成材料加筋设计的若干问题

目前土工合成材料加筋技术被广泛应用,但人们对于加筋土中筋材与土间的相互作用的机理的认识还不够深入,因而在设计中总体上趋于保守。结合岩土工程的设计理论,指出土工合成材料在设计方法方面的不合理性;对于加筋挡土墙、加筋土坡、加筋软土地基上的土堤和桩网结构的设计分别进行了讨论;结合一些案例中的实测和预计的筋材应变和应力,进一步指出目前设计的保守性。最后指出,目前基于极限平衡法的设计不尽合理,而通过变形协调的筋土共同作用的研究,采用更能反映其相互作用机理的设计方法是非常必要的。     

土工合成材料加筋土柔性桥台复合结构及应用

土工合成材料加筋土柔性桥台复合结构是美国“未来桥梁计划”中针对50多万座面临“更换问题”的中小型单跨桥梁而提出的一种新型技术,是土工合成材料加筋土柔性桥台技术的优化与提升。这种新型技术整体性好,可彻底避免传统桩承桥台与引道路基之间的差异沉降,近10年来已逐步在美国各州推广应用。在我国,尽管加筋土理论和技术应用取得了很大发展,但尚无真正的加筋土柔性桥台复合结构的工程实践方面的报道。文章收集了已有的加筋土柔性桥台复合结构工程案例和现场监测成果,整理归纳其结构特点和工作特性,结果表明：该结构通常具有统一的结构形式和技术特点,如加筋间距一般为0.2m、面层型式一般为模块式等;该结构具有施工简便快速、造价节省等优点,并表现出工后沉降小等良好的服役性能。     

土工合成材料在高填方路堤路段的加筋应用

结合在高等级公路的施工技术经验,探讨了土工合成材料在高填方路段的加筋应用,分析了加筋土作用机理,有利于土工合成材料在高填方路堤路段的加筋应用推广,为此类高填方路堤路段的结构设计与施工积累了经验。     

土工合成材料加筋土挡墙的工程应用

介绍土工合成材料加筋土挡墙的设计方法及土工格栅加筋土挡墙工程实例 ,对推动土工合成材料加筋土技术的工程应用具有一定意义。     

土工合成材料循环受载、蠕变和应力松弛特性的统一本构模拟

应用双曲线方程、修正曼辛准则(Masing rule)和过应力型粘塑性理论,建立了一种可以同时描述土工合成材料应力应变关系的非线性、循环荷载作用下的弹塑性和滞回性、蠕变和应力松弛的一维本构模型.这个本构模型的独特之处包括功能全面、随加载路径移动的蠕变界线、非线性流变特性、以及参数确定方法简单直观等,且它可以很方便的植入已有的有限元软件包中.该模型还可以蜕化为率无关的非线性循环受载模型,可以很简单的应用于非线性动力数值分析.本文应用几种土工格栅试验结果验证了所提出的本构模型.     

岩石非线性黏弹塑性流变模型(河海模型)及其应用

通过将作者提出的非线性黏塑性体与五元件线性黏弹性模犁串联,建立一个新的岩石非线性黏弹塑性流变模犁（河海模型）,该流变模型可以充分反映岩石的加速流变特性。推导了岩石在恒应力与恒应变情况下的流变方程,从理论上对岩石非线性蠕变和松弛特性进行分析,同时利用在岩石流变倒服仪上扶得的蠕变全程试验曲线,对提出的非线性黏弹塑性流变模型进行充分验证,试验曲线与非线性流变模型的比较,显示了所建流变模型的正确性与合理性。基于提出的岩石非线性黏弹塑性流变模犁,推导该非线性流变模型在三维条件下的中心差分格式,采用FLAC^3D所提供的二次开发程序接口,研制岩石非线性流变数值程序,同时通过一个单轴压缩算例,进一步验证提出的非线性流变模型的正确性与合理性。采用研制的非线性流变数值程序,对锦屏一级水电站坝基岩石工程进行三维流变数值模拟,分析结果为锦屏一级水电站坝基岩石工程的长期稳定与安全性提供了合理建议与评价。     

长期荷载作用下土工格栅蠕变特性的试验研究

为探讨长期荷载作用下土工格栅的蠕变特性,在不同的外加荷载和环境温度的各种组合条件下,进行土工格栅的室内蠕变试验,以此获得格栅的蠕变关系曲线、载荷-应变等时曲线及拉伸模量的变化特征,并进行综合对比分析。根据试验与分析发现:荷载水平、环境温度和材料生产工艺是影响土工格栅长期蠕变特性的重要因素。进而,采用时温叠加原理,对于某一给定环境温度下确定土工格栅长期强度的经验估算模式和蠕变强度折减系数。试验结果与理论分析为土工格栅加筋结构长期工作性能的分析与评价提供参考依据。     

加速土工合成材料蠕变试验的荷载叠加法

根据自由体积理论证明了温度、应力与分子运动的关系,在分析了时温叠加法原理的基础上,阐述了荷载叠加法的原理,提出了加速土工合成材料蠕变试验和预测其长期特性的荷载叠加法和荷载转移公式因子.对RS50土工格栅的室内蠕变试验结果作了分析,利用荷载叠加法把几种不同荷载水平下的蠕变试验曲线形成了几条光滑的主曲线.由此得出了设计使用年限下的应力-应变曲线,计算出了RS50格栅的蠕变折减系数,为工程设计提供了依据.     

湖相沉积泥炭质土蠕变特性

利用SLB-1型应力应变控制式三轴剪切渗透试验仪,对湖相沉积泥炭质土进行三轴固结不排水蠕变试验,研究泥炭质土在不同围压及偏应力条件下的蠕变过程,并通过“陈氏法”得到分级加载下蠕变曲线。三轴蠕变试验研究表明：原状样在围压为50,100 kPa时,应变时间关系呈现明显的衰减蠕变特征,而当围压为200 kPa,偏应力为129 kPa时表现为明显的非衰减蠕变特征;重塑较原状样能承受的加荷等级少;“陈氏法”较Boltzmann线性叠加法更加适用于处理蠕变数据。以围压100 kPa下的蠕变试验曲线为例,结合最小二乘法的拟合分析,建立了广义kelvin模型与改进分数阶Maxwell蠕变模型,得到的蠕变模型具有参数少、适用性较强的特点。

     

粘弹塑性土工格栅加筋尾矿流变模型研究

分析土工格栅工程力学特性对加筋尾矿结构变形和长期稳定的影响,基于四参数粘弹塑性模型表征土工格栅长期低应力作用下的力学特性,提出了土工格栅加筋尾矿的流变模型,把加筋复合体受力分析分为两个阶段,分别对应尾矿处于弹性状态和塑性状态,将尾矿产生塑性变形的时间（塑性到达时间）作为两个阶段分界点,并给出了两个阶段的加筋复合体本构关系表达式。研究表明：四参数粘弹塑性模型能够准确反映土工格栅的衰减型蠕变和应力松弛特征;第1阶段,筋材中的应力随时间减小,导致尾矿中的微观应力重新分布,直到尾矿达到屈服条件进入第2阶段,筋材的应力开始保持不变,加筋复合体整体应变由于筋材的蠕变而增加;加筋复合体受力快速由第1阶段过渡到第2阶段,第1阶段变形很小,复合体整体应变主要由第2阶段导致;塑性到达时间受到土工格栅模型参数中Kelvin系数和尾矿强度参数内摩擦角的影响显著。     

土工合成材料加筋垫层承载力计算

土工合成材料在工程中应用日益广泛,但目前对加筋垫层的研究较少。通过理论分析和试验研究,提出了两种计算加筋垫层承载力的方法:一种为特征值法,一种为改进的太沙基公式法。在天然地基承载力计算的基础上考虑了筋材的加筋作用,同时定义了多层加筋时的筋材强度发挥系数并给出了其一般取值范围。计算结果和试验所测数据较吻合。结果表明这两种方法均可用于加筋垫层承载力的计算,从而为加筋垫层承载力的计算开辟了新的途径。     

加筋高边坡的稳定分析

采用强度折减法对两个高度分别为 60 m 和 40 m 的土工格栅加筋高边坡的设计断面进行稳定分析,综合考虑塑性区贯通、特征点位移突变、计算不收敛,以及土工格栅的容许抗拉强度等确定相应的安全系数。计算表明采用不同的破坏标准,强度折减法会得到不同的安全系数;如果筋材强度始终得到保证,单纯由土材料的强度损失诱发边坡失稳,这种情况对应的安全系数是比较高的。考虑筋材强度,边坡会在较小的折减系数下因为筋材强度不足而失稳。有限元法能够得到不同情况下各层筋材的受力情况,可以据此进行加筋力的分配,这是极限平衡法所不具备的。     

非固化橡胶沥青防水涂料蠕变性能测试

采用静态蠕变和应力松弛试验对非固化橡胶沥青防水涂料的蠕变性能进行了测试,分析了静态蠕变行为,并对蠕变机理进行了初步的探讨.结果表明,温度越高,非固化橡胶沥青防水涂料蠕变变形越显著,其蠕变变形为普弹蠕变、高弹蠕变和黏流蠕变三者的总和.