炉渣加筋的大型直剪试验研究

炉渣为城市生活垃圾焚烧后的产物,具有砂性材料类似的性质,可作为路基填料。通过大型土工直剪仪分别对纯炉渣、双向土工格栅与炉渣加筋、土工格室与炉渣加筋在不同垂压下进行直剪试验,对比几种筋材的加筋效果,并研究分析其加筋机理。试验结果表明:炉渣加筋的抗剪强度明显大于纯炉渣的抗剪强度,筋材的加筋效果显著;土工格室加筋效果优于双向土工格栅,加筋后的内摩擦角与纯炉渣基本接近,而黏聚力提高显著,炉渣加筋主要是通过提高黏聚力提高抗剪强度。     

不同筋材界面剪切试验研究

为了研究废旧轮胎、土工格室和土工格栅3种不同土工合成材料的筋-土界面抗剪特性,对试样开展了一系列大型直剪试验。对比了3种筋材的加筋效果,并研究了竖向荷载对筋-土界面抗剪强度和剪应力-剪切位移曲线特征的影响。试验结果表明:筋-土界面的剪切应力与剪切位移关系为非线性;几种不同筋材加筋效果较为显著,其中废旧轮胎的加筋效果最为明显;筋-土界面的黏聚力提高较大,内摩擦角变化相对较小,表明筋-土界面主要依靠提高黏聚力增大其抗剪强度。确定了各筋材加筋界面抗剪强度指标,并分析了3种筋材的加筋机理。     

土工格室不同结点连接方式失效机制试验研究

结点连接方式对土工格室的性能至关重要。结点在加筋结构中往往会受到不同方向的作用力,然而对结点在不同受力状态下的失效机制缺乏系统的研究。通过对焊接、插接、铆接3种结点连接方式的土工格室进行单轴拉伸试验,研究了结点连接方式对土工格室条带性能的影响,比较了在不同受力状态下结点的失效模式及抗拉强度。此外,通过引入"条带强度保持率"、"条带变形保持率"、"结点强度发挥率"评价了不同结点连接方式的性能。结果表明:焊接结点对HDPE土工格室条带拉伸性能的协调发挥影响较低,为4.82%;而铆接结点对PET土工格室条带影响较高,为22.2%。焊接、铆接、插接结点主要受剥离强度的控制,但焊接结点的剥离结点强度发挥率可达28.3%,分别是插接、铆接结点强度发挥率的11.32倍、6.58倍,体现了焊接结点的性能优势。插接结点在3种受力状态下结点强度相差很大,需采取注塑等措施来改善结点在剪切、剥离作用下的强度,从而均衡发挥插接结点的性能。试验结果可为土工格室的合理选用以及加筋机理的研究提供参考。     

土工格室加筋对橡胶砂动力特性影响的试验研究

橡胶砂作为轻质耗能填料在土木工程中应用越来越广泛,土工格室加筋可提高橡胶砂的抗剪强度和整体稳定性。针对关于橡胶砂或加筋橡胶砂动力特性的认知缺乏的现状,通过大尺寸循环单剪试验研究了橡胶砂分别在有无土工格室加筋情况下在水平循环荷载作用下的滞回特性。获得了加筋和非加筋橡胶砂的滞回曲线、动剪模量曲线和阻尼比曲线,并应用Stokeo–Darendeli模型对橡胶砂动力特性进行拟合,得到了加筋和非加筋橡胶砂的动力特性参数。基于对比分析,揭示了土工格室对橡胶砂动力特性影响的规律与机理。试验结果表明:(1)土工格室加筋能限制橡胶砂中剪切带的发展,使得橡胶砂在大应变下的滞回曲线反S形特征减弱、阻尼比增大;(2)由于网兜效应引起颗粒接触法向应力增大,土工格室加筋使橡胶砂动剪模量增大,且随着橡胶含量的增高而增大愈明显;(3)土工格室的加入降低了循环加载次数对橡胶砂动力特性的影响,并使得橡胶砂最大动剪模量随橡胶含量和竖向压力变化的速率减小。给出的土工格室加筋对橡胶砂动力特性影响的定量分析结果,可为后续研究和工程应用提供参考。     

土工格栅–土体界面特性大型直剪试验研究

土工格栅与土体的界面特性直接影响了加筋土工程的安全和稳定性,土工格栅两侧为不同材料的界面特性研究还较少。采用双向土工格栅为加筋材料,对其两侧分别为不同含水率粉质黏土及不同粒径石英砂的界面特性开展一系列的大型室内直剪试验,分析法向应力、粉质黏土含水率、剪切速率、石英砂粒径及粉质黏土压实系数等因素对土工格栅–土体界面抗剪强度的影响。结果表明:土工格栅–土体界面抗剪强度与法向应力呈线性相关,符合莫尔–库仑理论;粉质黏土含水率的变化对土工格栅–土体界面抗剪强度有较大的影响,在最优含水率时其界面抗剪强度指标最高;剪切速率的大小和石英砂的粒径变化对土工格栅–土体界面的抗剪强度有一定的影响,其影响范围分别在±10%和±7%内;粉质黏土压实度的增加能有效增加界面抗剪强度,压实系数越高,其提高幅度越大。这些影响应在工程应用中适当考虑。     

土工格室条带拉伸力学特性试验研究

土工格室作为一种新型三维立体加筋加固岩土材料,通过约束土体侧向变形继而提升结构承载力,减小变形。目前国内外对土工格室的研究主要集中在工程应用和加筋机理上,对土工格室材料特别是条带本身的拉伸力学特性研究相对较少。通过对高密度聚乙烯HDPE,聚丙烯PP和聚酯PET 3种原料制成的土工格室条带进行单轴拉伸试验,研究了试样形状(Ⅰ型-哑铃形、Ⅱ型-矩形)及试样尺寸(Ⅱ型-矩形、Ⅲ型-矩形)对土工格室条带强度和变形特性的影响,并对土工格室条带的断裂处进行了微观分析。结果表明,HDPE、PP、PET 3种土工格室条带的伸长率均对试样形状敏感,Ⅰ型-哑铃形试样伸长率小于Ⅱ型-矩形试样。HDPE土工格室条带的抗拉强度受试样形状、尺寸影响均较小。PP、PET土工格室条带的抗拉强度受试样形状影响较大,Ⅰ型-哑铃形抗拉强度小于Ⅱ型-矩形试样。HDPE土工格室条带断裂面较粗糙,有明显的塑性屈服变形。PP土工格室条带断裂面微纤束排列整齐,小微纤杂乱分布。PET土工格室条带断裂面较平滑。试验结果可为土工格室加筋加固机理研究提供参考。     

土工格室加筋橡胶砂垫层隔震试验研究

基于对废旧橡胶的循环利用,提出了土工格室加筋橡胶砂垫层隔震方法。用废旧橡胶颗粒和河砂,构造厚度0.2 m、橡胶质量配比为30%的土工格室加筋橡胶砂垫层,考虑满铺和方铺两种铺设方式,基底压力50 k Pa和100 k Pa,在瞬时冲击和牵引释放两种激励方式下,开展了隔震试验研究。结果表明:土工格室加筋橡胶砂垫层具有良好的隔震效果,减震系数随着基底压力和激励强度的增大而减小,不同铺设方式对加速度时程隔震效果影响较小,但对加速度频域特性隔震效应影响较大,垫层方铺时使得加速度基频幅值增大。建议的减震系数随输入加速度幅值指数衰减的估计公式与试验结果吻合良好。     

土工织物与砂土界面特性数值模拟研究

文章采用有限元法模拟土工织物加筋土的剪切试验,研究不同上覆土压力、土体强度、加筋体长度、加筋体间距和接触面对直剪试验剪切力-位移即筋土界面本构关系的影响。计算结果表明,土工织物与砂土的界面特性受多种因素的影响。在一定程度上增大上覆土压,提高土体密实度和强度,加大土工织物长度,加密土工织物间距和选择粗糙的土工织物均能提高加筋效果。     

应力历史对黏土–混凝土界面剪切特性的影响研究

 采用大型直剪仪,系统研究法向应力历史对黏土–混凝土界面剪切特性的影响。根据制定的加卸荷方案,对3个粗糙度等级(锯齿高为0,1,2 cm)的黏土–混凝土接触界面先加荷至初始法向应力,再卸荷至剪切法向应力进行剪切。从剪应力–剪切位移曲线、界面最大剪应力、剪胀性3个角度对试验结果进行对比分析。分析结果表明：黏土–混凝土界面剪应力–剪切位移曲线仍大体呈双曲线形式,并未出现应变软化现象。初始法向应力越大,相同剪切位移对应剪应力越大;初始法向应力越大对应的界面最大剪应力越大,根据Mohr-Coulomb准则通过线性拟合得出界面强度参数,并引入界面摩擦有效系数和黏聚有效系数。通过数据对比发现,界面黏聚有效系数随着初始法向应力的增大而增大,而摩擦有效系数则随初始法向应力的增大而减小。剪切过程中3个粗糙度等级的黏土–混凝土界面均发生不同程度的剪胀,界面越粗糙,剪胀量越大。同时,应力历史对界面剪胀性规律有明显的影响,未经历法向卸荷的界面剪切过程开始先剪缩然后再剪胀,而经历法向卸荷的界面剪切一开始便呈现剪胀,且初始法向应力越大,剪胀越明显。     

土工格栅与砂土相互作用的单剪试验研究

利用大型循环单剪试验仪,进行30组大型单剪试验,综合研究分析不同类型的土工格栅,不同的格栅数量和格栅分布形式对加筋土力学特性的影响。研究3种不同类型的土工格栅,分别是矩形截面和椭圆形截面的双向格栅,以及三向土工格栅。试验结果表明,土工格栅的截面肋条以及节点厚度和相对开孔面积与加筋砂土的抗剪强度呈正相关,肋条长度和宽度与加筋砂土的抗剪强度呈负相关。进一步试验表明,格栅的布置层数对砂土的力学性能产生影响。当向纯砂中加入土工格栅时,其整体纯剪切强度降低。砂土的剪切破坏面集中在试样上部,试样下部各高度处的相对剪切位移较小。加入土工格栅后,整体试样的表观黏聚力增加,摩擦角降低。因此,在单剪模式且筋材铺设方向与剪切方向一致时,筋土界面成为软弱界面,降低了抗剪强度,同时筋材对砂土有一定的约束作用,因此出现了表观黏聚力。     

砌体剪力墙的受剪性能及其承载力计算

本文研究无洞、开洞、无筋以及水平配筋砌体剪力墙受剪性能及其承载力计算,在全面分析影响砌体剪力墙受剪性能的主要因素的基础上,采用弹性有限元法和作者建立的砌体破坏准则,分析了开洞墙的应力分布、裂缝形成及其出现的先后顺序,并提出了不同高宽比、竖向压应力、开洞率、无筋或配筋墙的水平开裂荷载、受剪承载力计算公式,其计算结果与试验结果吻合较好。该方法弥补了现行规范未考虑墙体高宽比影响的不足,扩大了竖向压应力较大时的应用范围,可供砌体结构设计和研究参考。     

钢与混凝土组合梁连接件的设计探讨

对几种钢与混凝土组合梁剪切连接件的计算及配置进行了比较全面和深入的阐述,以使工程师对剪切连接件的设计有系统且规范化的了解。     

边坡岩土体抗剪强度原位试验研究

针对碟子沟风井场地边坡特征,在边坡典型位置的岩石与土层界面和软弱泥岩夹层处分别进行了原位剪切试验,获得了相应的抗剪强度指标。通过与滑带土相同工况下的室内试验强度指标对比,发现室内试验指标较原位剪切试验获得的内聚力和内摩擦角低,并分析了室内外试验结果差异的原因。试验研究表明,边坡岩土体的大型原位剪切试验对边坡稳定性分析和工程治理优化具有重要价值。     

十字板剪切试验在某地基处理工程中的应用

十字板剪切试验是在现场直接测定软土抗剪强度的一种方法。此方法比采取原状土样,运至试验室测定抗剪强度的方法优越,可以测定不能取得土样的极软土的抗剪强度。多年实践证明,在软土地基处理效果检测方面是一种实用性强、经济有效的原位测试手段。     

不同剪切速率下软土的直剪固结快剪抗剪强度

直剪试验因受仪器结构的限制 ,只能以剪切速率的快慢来控制试样的排水条件。通过宁波大榭 34组软土原状土样的室内试验分析 ,剪切速率 0 8mm min和 2 4mm min所得的直剪固结快剪强度 ,前者比后者内摩擦角平均大近一倍。对照三轴固结不排水试验成果的分析 ,认为 2 4mm min速率对本软土较适宜。     

钢筋混凝土无腹筋细长梁剪切破坏机理模型研究综述

根据现有关于钢筋混凝土无腹筋细长梁剪切破坏机理问题的研究成果,介绍了基于修正压力场理论的抗剪模型、临界剪切裂缝理论、塑性理论、压力路径理论、劈裂破坏理论和基于截面应变分析的抗剪模型的基本假设、核心观点及受剪承载力计算方法,并给出总结、归纳及评析;另一方面,利用相关试验数据和ACI-DAfStb无腹筋细长梁剪切破坏数据库,分别对不同理论模型的受剪承载力计算公式进行了设计参数的影响评估和统计评估;并展望了无腹筋细长梁剪切破坏机理研究的发展方向。研究结果表明:不同理论模型的部分假设缺少直接的试验依据支持,梁腹混凝土的受拉(劈裂)或受剪(骨料咬合)以及受压区混凝土对抵抗剪力的贡献成为抗剪机制的主要分歧;不同受剪承载力计算公式对不同影响因素的考虑方式的合理性和计算结果的准确度均有待进一步提高。后续深入研究应综合考虑剪切破坏问题的随机性和物理属性,利用先进测试技术、应力演化分析方法,进一步揭示剪切破坏机理。     

后浇混凝土梁端抗剪机理及计算方法综述

回顾了国内外后浇混凝土梁端抗剪问题的研究进展.首先归纳总结了后浇混凝土梁端的抗剪力组成,然后介绍了国内外学者在20世纪和近几年对后浇混凝土梁端抗剪问题的研究情况,还介绍了美国规范ACI318-08,美国PCI手册,欧洲规范PrEN-1992-1-1,加拿大规范CSA A23.3和我国规范CPPCC-2003和CECS43:92中关于预制梁端抗剪设计的规定,重点讨论了其抗剪机理和计算方法.最后在比较分析的基础上对不同研究成果进行评述,并指出了进一步研究的方向.     

非水反应高聚物与土工材料的界面剪切特性

基于单调直剪试验,研究了竖向应力、剪切速率对非水反应类高聚物-土工布界面及高聚物-砂土界面的剪切应力、剪切位移、抗剪强度和剪切模量等剪切特性的影响.结果表明:在给定竖向应力和剪切速率下,随着剪切位移的增加,高聚物-土工布界面、高聚物-砂土界面均表现出剪切软化的特性;竖向应力对高聚物-土工布界面抗剪强度及剪切模量的影响显著,在剪切速率v=2mm/min下,随着竖向应力由50kPa增加至150kPa,高聚物-土工布界面的抗剪强度由15kPa增至46kPa;在给定竖向应力下,剪切速率v=1~3mm/min时,剪切速率对高聚物-土工布界面的抗剪强度以及高聚物-砂土界面的抗剪强度和剪切模量的影响均较小.     

基于广义剪切试验的沥青高温性能评价指标

采用动态剪切流变仪的应力扫描模式进行广义剪切试验,使用BoxLucas模型对试验数据进行拟合,得到了沥青的高温性能评价指标——剪切应力常量τ_0,破坏应变γ_0和广义剪切模量G_d.数据拟合时,应保证加载终了值对应的应变大于12%,否则可能导致G_d误差较大.通过对比分析5种沥青的高温性能,发现指标τ_0和γ_0不够客观,建议采用指标G_d.     

土工织物直剪摩擦试验研究

土与织物界面相互作用的机理十分复杂 ,80年代我国各大单位进行了不少这方面的试验和研究。本文主要介绍土工织物与土的直剪摩擦试验方面的研究