土工格栅与饱和细砂的界面特性试验研究

筋土界面特性是加筋土结构设计的重要技术指标,是揭示土工合成材料加筋机理的关键。采用GDS界面剪切仪研究了剪切速率、竖向应力及网孔尺寸对土工格栅与饱和细砂界面特性的影响。试验结果表明:剪切速率较小(≤1.0 mm/min)时,剪切速率对界面抗剪强度影响不大;剪切速率在1.0~10 mm/min范围内,随着剪切速率的增大,界面抗剪强度先增大后减小;界面抗剪强度随着竖向应力的增加而增大,竖向应力增强了土工格栅对土颗粒的嵌锁作用,限制了土颗粒的剪切移动,从而提高了土体的抗剪强度;剪切速率为1.0 mm/min,竖向应力较小(50~100 kPa)时,小网孔尺寸土工格栅加筋效果更明显;剪切速率为0.1 mm/min,竖向应力较大(200~300 kPa)时,大网孔尺寸土工格栅加筋效果更明显。研究结果对土工格栅在加筋土中的应用具有参考价值。     

基于各向等压压缩和土的收缩试验预测脱湿路径下的土水特征曲线

由于土水特性试验需要专门的仪器且耗时，所以土水特征曲线在工程设计中的应用尚未普及。以粉质砂土、黏性土和膨胀土为研究对象，通过开展室内饱和土的各向等压压缩和土的收缩试验，提出一个预测脱湿路径下低吸力范围内SWCC的简单方法。研究结果表明：基于有效应力与变形的统一关系，可以构建饱和土和非饱和土之间的联系；针对不同初始干密度下土的收缩特征曲线，利用曲率公式并结合所提均值法，可定量获得残余含水率；利用所提方法预测的低吸力范围SWCC与试验数据具有良好的一致性。该研究结果可以确保在进行必要的常规饱和土试验时，能够间接获得非饱和水力参数。     

台阶式加筋土挡墙面板水平位移与稳定性关系研究

为研究台阶式加筋土挡墙面板水平位移特征及其最大水平位移与稳定性的量化关系，采用验证的有限差分数值方法确定挡墙面板水平位移和每层筋材最大拉力，并借助强度折减方法确定相应挡墙的稳定系数，进而参数化分析填土及地基土性质、筋材性质和分级模式对面板水平位移及挡墙稳定性的影响，结果表明：(1)针对两级加筋土挡墙，保持其他参数不变：增加填土内摩擦角φ或黏聚力c，挡墙自稳能力增强，最大水平位移和实际筋材最大拉力均明显减少；增加上级或下级挡墙筋材长度，面板最大水平位移呈减少趋势，挡墙稳定系数相应增加，当上级筋材长度为0.7H(H为总墙高)和下级筋材长度为0.6H时，挡墙变形和稳定系数趋于稳定；减少筋材层间距或增加筋材刚度，挡墙最大水平位移减小，而稳定系数相应增加。(2)针对各级挡墙均分总墙高的台阶式加筋土挡墙，增加台阶宽度，面板最大水平位移先减小后渐趋稳定，对于规范推荐的填土(φ=34°)，确定相邻两级挡墙互不影响的临界台阶宽度为1.2倍分级墙高。(3)当台阶式加筋土挡墙总墙高和相对台阶宽度不变时，增加分级数导致最大水平位移和稳定系数均呈先减少后增加的趋势；两级加筋土挡墙上、下级墙高比不大于1时，墙高比...     

考虑筋材蠕变-温度耦合效应的加筋土挡墙变形分析

基于既有土工合成材料筋材蠕变试验结果及蠕变特性分析，构建一种考虑蠕变-温度耦合效应的筋材本构模型，并利用二维瞬态热传导方程，建立计算加筋土挡墙温度的有限差分公式，进而确定加筋土挡墙温度并结合筋材本构模型计算面板水平位移和筋材最大应变，综合分析了初始温度、温度幅值、筋材层间距、墙顶超载、填土内摩擦角和导热率等因素对挡墙水平位移和筋材应变的影响。计算结果表明：挡墙竣工后初次环境温度升温过程使面板水平位移和筋材最大应变增加明显，后续温度周期性变化时挡墙变形增长缓慢；挡墙初始温度越高，其初期变形增加明显，而增加温度幅值导致面板长期变形量增加明显；增加墙顶超载、筋材层间距或减小填土摩擦角，导致相同时间内面板水平变形增加明显；填土导热率对面板水平位移和筋材最大应变的影响较小；环境温度周期性变化下，3 a内挡墙最大水平位移δ_max与墙高H比值δ_max/H变化范围在0.9%～1.5%；筋材最大应变靠近面板且最大值接近10%的限值，实践中应重点关注靠近面板的筋材长期性能变化对加筋土挡墙变形和稳定性影响。