麦秸秆的筋土摩擦性能及加筋作用

为研究麦秸秆加筋土的筋土作用与加筋效果,以含水率、干密度及麦秸秆埋置深度为影响因素,开展了麦秸秆与盐渍土的拉拔摩擦实验;完成了盐渍土、麦秸秆加筋盐渍土、石灰固化土、麦秸秆与石灰加筋固化土的抗压实验和三轴压缩实验。结果表明：麦秸秆与盐渍土的拉拔摩擦强度随含水率的增大而减小,随干密度和埋置深度的增加而增大,干密度、含水率、埋置深度对筋土摩擦作用的影响程度依次减小;与盐渍土及石灰固化土相比,麦秸秆加筋大幅提高了土的抗压强度、抗剪强度与抗变形性能。麦秸秆具有良好的筋土摩擦性能和加筋效果,麦秸秆加筋能有效增强土的力学性能。     

麦秸秆加筋石灰土的应力应变和Duncan-Chang模型参数研究

为增强石灰固化滨海盐渍土的抗变形能力,提出了麦秸秆加筋辅助处理的设想.考虑Duncan-Chang双曲线模型能较好地反映土的非线性特征,将Duncan-Chang模型和三轴压缩试验结果相结合,以加筋长度、质量加筋率、养护时间和围压为影响因素,探讨了不同条件下麦秸秆加筋石灰土的应力应变特性和相关模型参数.试验结果表明:1)养护初期,麦秸秆加筋石灰土和石灰土的应力应变曲线均表现为应变硬化型.养护21 d时,石灰土在4个围压下呈应变软化型,而麦秸秆加筋石灰土仅在100kPa围压下表现为应变软化型,在其他围压下依旧为应变硬化型.2)麦秸秆加筋石灰土的峰值主应力差和破坏应变均大于石灰土的,采用麦秸秆加筋可有效地提高石灰土的强度和抗变形能力.3)麦秸秆加筋石灰土在4个围压下的应力应变曲线的间距小于石灰土的,加筋技术更适用于在较低围压下改善土的强度和抗变形能力.4)麦秸秆加筋石灰土的强度增幅与加筋条件有关,对于直径61.8mm试样,圆柱形麦秸秆的适宜加筋长度和质量加筋率分别为20mm和0.25%.5)Duncan-Chang模型可较好的反映石灰土和麦秸秆加筋石灰土的应力应变的非线性特征.研究结果对实际工程中合理选择麦秸秆的加筋条件具有指导作用.     

麦秸秆防腐技术和效果评价及其对粉土抗剪强度的影响

为了研究土壤中麦秸秆易被腐蚀的问题和麦秸秆加筋对粉土抗剪强度的影响,以聚乙烯醇溶液为防腐剂对麦秸秆防腐进行试验,并对麦秸秆加筋粉土进行直剪试验.结果表明:聚乙烯醇溶液质量分数为10％时,麦秸秆浸泡时间4 d防腐效果最佳;天然麦秸秆的极限拉力随浸水时间增长而降低,浸水4 d,极限拉力降低了28.05％;聚乙烯醇溶液防腐处理对秸秆的极限拉力有很大提升作用,最大增幅在浸泡防腐剂4 d时,达到22.6％;埋入土中的防腐麦秸秆在自然条件下经过降雨模拟,不同时间测得的极限拉力与防腐处理后的麦秸秆差别不大,聚乙烯醇防腐效果良好;防腐后的麦秸秆加筋可以提高粉土的抗剪强度,对黏聚力的提升作用较内摩擦角显著,黏聚力与内摩擦角最大提升幅度分别为63.6％与6.8％;麦秸秆加筋粉土最优加筋率为0.6％,此时对强度的提升作用最大.     

石灰与麦秸秆加筋固化滨海盐渍土的强度增长分析

滨海盐渍土易于吸湿软化,强度较低,将滨海盐渍土资源化,改良用作公路路基填料已经成为重要的岩土工程问题.笔者提出使用麦秸秆与石灰加筋固化滨海盐渍土,并分别从石灰固化、压密固结原理、加筋处理、密度、围压、颗粒级配等方面,对麦秸秆与石灰加筋固化滨海盐渍土的强度增长机制进行分析.结果表明：麦秸秆与石灰加筋固化滨海盐渍土,利用石灰土的良好颗粒级配与麦秸秆对石灰土的有效约束,通过压实提高土密度、增大麦秸秆与石灰土间的相互作用,改善滨海盐渍土的强度与整体稳定性.     

土工布加筋粗颗粒土变形与强度特性试验研究

对不同土工布加筋层数的粗颗粒土试样进行常规三轴固结排水剪切试验,探讨试样加筋层数（简称筋数n=0～3）对粗颗粒土变形、强度特性的影响。结果表明：筋数n每增加1,不同围压下试样破坏时的轴向应变增大0.91%～2.00%,土体韧性增强,筋材可抑制试样的侧向变形;不同围压下,平均筋数n每增加1,试样变形模量增大5 378 kPa。加筋能够增大相变时的体积应变;在p-q平面内,同一筋数n下的相变点和破坏点均可用直线拟合。粗颗粒土的强度指标总体随筋数的增加而增大。对线性指标c和非线性指标φ₀、Δφ,其随试样筋数n的变化均可近似用直线表示;n每增加1,内摩擦角φ''增大1.75°。最后提出一个方便表述加筋量多少的指标-加筋疏密指数I_R,并给出三轴试验获得I_R的方法。整理发现试样黏聚力c及准黏聚力Δc（加筋土比素土黏聚力的提高量）与I_R均可用直线拟合;I_R每增加1 m^-1,c和Δc分别提高9.1和13.5 kPa。利用该参数对三轴试验下砂土、黏土和粗颗粒土加筋对其强度提高的效果进行总结分析,加筋对不同土c提高量差异显著,I_R每增加1 m^-1,砂土、黏土和粗颗粒土c分别提高0.07、0.50和8.75 kPa。基于准黏聚力原理,建立c及Δc与I_R的关系,可根据该公式直接估计土体加筋后的黏聚力或准黏聚力。     

干密度对稻草加筋盐渍土和稻草加筋石灰土的抗剪强度影响

土的抗剪强度受土的类型、含水率和干密度等多种因素的影响.为研究干密度对稻草加筋土的抗剪强度影响,制备了三种干密度的加筋盐渍土和加筋石灰土的试样,其三轴压缩试验结果为:两种加筋土的黏聚力随干密度的增大而增大,但内摩擦角变化不大;相同干密度时,加筋石灰土的主应力差远大于加筋盐渍土;不同干密度的加筋土,当轴向应变较大时,干密度对加筋土主应力差的影响消失,此时加筋土的主应力差主要取决于围压.总体而言,干密度的变化对加筋石灰土的抗剪强度影响较大;干密度为1.76,g/cm3的加筋石灰土,其抗剪强度较优.     

以峰值轴向应变评价麦秸秆和石灰加筋固化盐渍土的抗变形性能

为了解决滨海盐渍土的低强度和大变形问题,利用麦秸秆和石灰对盐渍土加筋及固化。完成了直径152mm重型击实试样、直径102mm轻型击实试样的无侧限抗压试验以及直径61.8mm试样的三轴压缩试验,分析了加筋土峰值轴向应变的变化规律,并在此基础上评价了加筋土的抗变形能力。结果显示随着含水率增加,加筋土的抗变形能力减弱;随着加筋长度和质量加筋率增加,加筋土的抗变形能力逐渐增强,超过一定的加筋长度和质量加筋率,加筋土的抗变形能力又开始减弱。加筋土的最优抗变形性能与麦秸秆的加筋条件有关。重型击实试样的适宜加筋长度为50mm,适宜质量加筋率为0.25%。轻型击实试样分别为30mm和0.25%。上部均匀加筋、整体均匀加筋和下部均匀加筋的直径为61.8mm的加筋石灰土试样则分别为20mm和0.25%。麦秸秆和石灰共同加筋固化可以使滨海盐渍土的强度和抗变形能力增强。     

稻草加筋土和麦秸秆加筋土的无侧限抗压强度比较

为解决因溶陷和盐胀引起土的强度降低问题,分别采用稻草和麦秸秆加筋滨海盐渍土,以提高其抗压性能.选择加筋长度、质量加筋率、筋材形状及防腐处理作为影响因素,比较稻草加筋土和麦秸秆加筋土的无侧限抗压强度.试验结果为:①天然稻草加筋土和防腐稻草加筋土的无侧限抗压强度相应地高于天然麦秸秆加筋土和防腐麦秸秆加筋土,两种加筋土的无侧限抗压强度均高于盐渍土.②稻草的适宜加筋条件为:加筋长度为15,mm,质量加筋率为0.20%;麦秸秆的适宜加筋条件为:加筋长度为10,mm或15,mm,质量加筋率为0.20%或0.25%.③就稻草和麦秸秆的形状而言,二分之一状优于圆管状,四分之一状优于二分之一状.④为提高加筋土的强度和耐久性,稻草和麦秸秆在用作加筋之前,需对其进行防腐处理.稻草和麦秸秆均适宜作加筋材料,稻草加筋优于麦秸秆加筋,两者均可用于加筋滨海盐渍土.     

玻璃纤维加筋砂土剪切强度特性研究

纤维作为一种土体加筋材料,在土体中所表现出的力学特性有别于一般的土工合成材料.为了深入了解纤维加筋土的剪切强度特性,通过土工合成材料直剪仪,以砂土为研究对象、玻璃纤维为加筋材料,在控制含水量、纤维掺量和相对密实度条件下开展一系列的直剪试验.试验结果表明:纤维加筋砂土的内摩擦角随含水量的增大而减小,黏聚力没太大变化;玻璃纤维能有效提高砂土的剪切强度和破坏韧性,临界纤维掺量为0.4%;纤维加筋砂土的剪切强度和剪切强度参数(黏聚力和内摩擦角)随相对密实度的增加而增加.总体而言,低含水量、0.4%纤维掺量和高相对密实度能有效改善玻璃纤维加筋砂土的剪切强度特性.     

麦秸秆加筋滨海盐渍土的加筋效应及工程应用问题

滨海盐渍土具有溶陷性、盐胀性、腐蚀性和吸湿软化性等不良工程性质,工程应用前,需对其进行改性与补强处理.依据传统的理论和现有的实验资料,探讨了麦秸秆加筋滨海盐渍土的加筋效应及加筋土的力学性能.试验结果表明：在相同条件下,掺加适量麦秸秆的加筋盐渍土的力学性能优于素盐渍土.试验结果证实了在麦秸秆加筋土中,加筋效应是由加筋材料与土之间的摩擦力提供的,它改变了土的应力应变性能,使土的抗压强度、抗剪强度和抗变形能力显著提高;麦秸秆适宜作加筋材料,加筋滨海盐渍土可用于填筑路堤.同时也指出了麦秸秆在工程中的应用及未来需解决的问题.     

基于准粘聚力理论的加筋土挡墙土压力分析

考虑拉筋存在的影响,对不同破坏形式下的加筋土强度理论进行探讨,应用准粘聚力理论,提出两种不同破坏形式的加筋土挡墙墙背土压力计算公式。研究结果表明：拉断破坏下的加筋土粘聚力具有增量;粘着破坏下的加筋土内摩擦角具有增量;所提出的加筋土挡墙墙背侧向土压力比经典土压力和变系数法都小;不管是拉断破坏,还是粘着破坏,加筋土挡墙侧向土压力都随拉筋垂直间距增加而增加;拉断破坏下,加筋土挡墙侧向土压力随拉筋抗拉强度增加而减小;与土工格栅加筋土挡墙试验数据基本一致,粘着破坏法比实测值大。     

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.     

聚氨酯型固化剂加固砂性土抗压试验及破坏模式

针对砂性土结构松散的问题,采用聚氨酯型固化剂对其进行改良,对不同固化剂含量及养护时间的改良砂性土进行了无侧限抗压试验,并对其加固程度及破坏模式进行分析。结果表明:聚氨酯型固化剂改良的砂性土无侧限抗压强度得到一定程度的提高;当养护时间一定时,改良砂性土的抗压强度和残余强度随着固化剂含量增加而增加,峰值应变反而减小;当固化剂含量一定时,改良砂性土的抗压强度。残余强度及峰值应变均随着养护时间增加而增加;抗压强度、残余强度及峰值强度在含量为30%,养护时间为48 h时,基本达到最佳加固效果;在无侧限压缩破坏后,养护初期的破坏形态为“X”形、“Y”形剪切带破坏,在养护中期为“花瓣状”破坏,养护后期为锥形缝合线状破坏。     

Large-scale direct shear testing of geocell reinforced soil

The tests on the shear property of geocell reinforced soils were carried out by using large-scale direct shear equipment with shear-box-dimensions of 500 mm× 500 mm×400 mm （length × width ×height）. Three types of specimens, silty gravel soil, geocell reinforced silty gravel soil and geocell reinforced cement stabilizing silty gravel soil were used to investigate the shear stress-displacement behavior, the shear strength and the strengthening mechanism of geocell reinforced soils. The comparisons of large-scale shear test with triaxial compression test for the same type of soil were conducted to evaluate the influences of testing method on the shear strength as well. The test results show that the unreinforced soil and geocell reinforced soil give similar nonlinear features on the behavior of shear stress and displacement. The geocell reinforced cement stabilizing soil has a quasi-elastic characteristic in the case of normal stress coming up to 1.0 GPa. The tests with the reinforcement of geocell result in an increase of 244% in cohesion, and the tests with the geocell and the cement stabilization result in an increase of 10 times in cohesion compared with the unreinforced soil. The friction angle does not change markedly. The geocell reinforcement develops a large amount of cohesion on the shear strength of soils.     

爆炸荷载下装配式钢筋混凝土梁动力响应及抗爆性能研究

为了研究灌浆套筒连接的装配式钢筋混凝土梁的抗爆性能,建立了装配式钢筋混凝土梁的数值模型,采用多物质流固耦合算法,分析装配式钢筋混凝土梁在爆炸荷载作用下的破坏形态和动态响应,通过参数化分析方法,研究了混凝土强度和纵筋配筋率以及炸药位置等因素对装配式梁抗爆性能的影响。结果表明:对于装配式钢筋混凝土梁,由于拼装位置处存在新旧混凝土的薄弱接触面,在爆炸荷载下应力波在梁内传递性能减弱,冲击力不能有效地传递给梁两侧,导致局部发生较严重的脆性破坏。提高混凝土强度和纵筋配筋率、改变炸药爆炸位置均能改善装配式钢筋混凝土梁的抗爆性能。     

加筋条件对稻草加筋盐渍土的无侧限抗压强度影响

针对稻草加筋盐渍土进行试验,进行了最适宜加筋率和最适宜加筋长度的选择,得到最适宜加筋长度为15,mm,最适宜加筋率为0.20%.在土中添加长度为15,mm,质量加筋率为0.20%的稻草,研究了不同的筋材形状对加筋盐渍土和加筋石灰土的无侧限抗压强度的影响.     

不同瓣型荞麦壳加筋黄土的强度特性

为了探索植物壳生态加筋土的强度特性,进行了荞麦壳加筋黄土的剪切试验研究。首先,进行了荞麦壳和黄土的基本性质试验,然后,将荞麦壳分瓣,按一定的干土质量比将分瓣好的荞麦壳添加到配好的湿土中,击实成样,进行直剪试验。试验结果表明:荞麦壳加筋黄土的剪应力剪切位移曲线的变化规律与素土相似;荞麦壳加筋后土的强度有明显提高,最大提高23%;加筋后土的内摩擦角有很大提高,最大提高了6.13°,而黏聚力则有不同程度降低,其降低值不超过8 kPa;只有当荞麦壳的加筋率大于某百分比时,荞麦壳加筋土的强度才大于素土,该百分比与荞麦壳的分瓣情况有关。对于荞麦壳加筋材料,存在一个界限加筋率,当加筋率小于界限加筋率时,荞麦壳起作用所需的剪切位移基本上随垂直压力而增大,当加筋率大于界限加筋率时,荞麦壳起作用所需的剪切位移随垂直压力的增大而减小,该界限值也与荞麦壳的分瓣情况有关。比较而言,天然荞麦壳和两瓣型荞麦壳作为加筋材料更合适。     

基于筋材断裂的加筋膨胀土强度特性分析

基于三轴剪切试验对加筋膨胀土的强度特性进行研究,得出加筋土与对应素土的强度指标关系,分析了加筋土强度的提高宏观表现;结合不同层数加筋土体的应力应变关系及加筋土等效围压分析原理,分析了基于筋材断裂的加筋膨胀土的强度特性,得出不同加筋层数筋材刚断裂时应力莫尔圆应相切于同一条直线,随着轴向压力的增加,多层加筋膨胀土试验筋材逐层断裂,应力莫尔圆向外扩展,表明多层加筋膨胀土的强度逐渐增大,而且试验表明对于柔性筋材,多层加筋土体的强度包络线基本平行,加筋土体强度的增加,只是粘聚力c的增加引起的。