加筋土结构中筋材抗拉强度的取值方法研究

目前加筋土结构设计中筋材的抗拉强度都是根据室内标准无约束拉伸试验而得到的,不能反映筋材与土存在相互作用下的真实力学特性。采用土工格栅进行了一系列模拟加筋土实际受力状态的侧限约束拉伸试验和蠕变试验,结果表明,常规无约束条件下获得的格栅抗拉强度与实际情况相差很大,不同类型土工格栅在砂土侧限约束下的拉伸强度和延伸率变化规律与上覆荷载及拉伸速率有关,但割线模量都比无约束情况下有显著增大;侧限约束下格栅的蠕变量明显降低。因此,在加筋土结构设计中,筋材的抗拉强度指标宜采用符合工程实际受力状态的侧限约束拉伸试验强度值。另外,以无约束试验得到的筋材蠕变安全系数过于保守,侧限约束下筋材的蠕变临界应力水平有所提高。     

加筋土结构中筋材抗拉强度的取值方法研究

目前加筋土结构设计中筋材的抗拉强度都是根据室内标准无约束拉伸试验而得到的,不能反映筋材与土存在相互作用下的真实力学特性。采用土工格栅进行了一系列模拟加筋土实际受力状态的侧限约束拉伸试验和蠕变试验,结果表明：常规无约束条件下获得的格栅抗拉强度与实际情况相差很大,不同类型土工格栅在砂土侧限约束下的拉伸强度和延伸率变化规律与上覆荷载及拉伸速率有关,但割线模量都比无约束情况下有显著增大;侧限约束下格栅的蠕变量明显降低。因此,在加筋土结构设计中,筋材的抗拉强度指标宜采用符合工程实际受力状态的侧限约束拉伸试验强度值,另外,以无约束试验得到的筋材蠕变安全系数过于保守,侧限约束下筋材的蠕变临界应力水平有所提高。     

土工合成材料土中与空气中抗拉强度对比

针对土工合成材料土中与空气中抗拉性能的差异性,研制了一台土工合成材料土中拉伸试验机.该试验机采用可移动套筒以保证测试材料一直处于土体中,减少甚至消除填土与夹具之间的摩擦,使测得的试样受拉力值更为精确;采用双光杆滑动轨道以保证夹具与套筒的低摩阻定向移动.该试验机能进行土工合成材料土中、空气中以及侧限拉伸试验,还能进行拉拔...     

土工袋材与沟坡土的界面摩擦特性试验研究

为探究土与土工合成材料筋土界面的摩擦特性,本文以砌护沟坡的土工袋袋材无纺土工布为加筋材料,农田排水沟边坡土为填料,开展了土工布与土界面的室内直剪试验,分析了压实度、含水率及不同法向应力对筋土界面摩擦特性的影响。试验结果表明:土与土工布的界面抗剪强度随着含水率的增加先增大后降低,随着压实度的增大而增大。筋土界面摩擦系数随着含水率的增加先增大后减小,随着压实度的增大而增大。摩擦系数与法向应力具有一定的反比关系,并随着法向应力的增大呈递减趋势。研究结果对于土工袋技术在农田排水沟边坡治理以及类似工程中的应用具有一定的参考价值。     

土工合成材料在黄河下游防洪工程中的应用

土工合成材料具有应用广，性能可靠，重量轻，运输方便，施工简捷，耐久性好等优点，在提高河道整治工程的稳定性，堤防工程的截渗加固和险情抢护等方面得到广泛应用。在土体中埋入具有高拉伸强度的土工合成材料，通过筋材与周围土体界面间摩擦阻力的应力传递，从而约束土体的拉伸应变，减少土体变形，增加土体的模量，改善土体的受力情况，提高土体的承载力和结构的稳定性。     

土工合成材料加筋土拉拔试验研究

使用三种国产土工合成材料，在中型直剪仪中进行拉拔试验，研究其应力应变关系，确定强度参数c^*、ψ^*、似摩擦系数f^*和残余似摩擦系数F^*，指出了某些土工合成材料制作工艺方面的不足，对似摩擦系数常规设计采用值的选用合理性进行了讨论，可供工程设计或有关方面参考和积累资料。     

加速土工合成材料蠕变试验的时温叠加法简介

 因常规土工合成材料蠕变试验持续时间长,且不能预测设计使用年限蠕变特性的缺点,为此介绍了一种加速土工合成材料蠕变试验的新方法,即时温叠加法。该方法主要原理是：在几种不同的温度下和同一种荷载水平下,做较短期的蠕变试验。沿时间轴水平移动非参考温度下的蠕变曲线段使之与参考温度下的曲线图光滑连接,形成一条光滑的主曲线图。利用主曲线图就可以确定土工合成材料长期的蠕变特性。在阐述了时温叠加法发展历史的基础上,主要介绍了该法的步骤以及转换因子,同时指出了该方法存在的一些问题。     

土工织物顶压蠕变特性与折减系数研究

常规土工合成材料蠕变特性仅考虑筋材拉伸状态。随着土工合成材料应用愈加广泛,其受力条件也愈加复杂。为研究土工织物在受到顶压力作用下的蠕变特性,研制了顶压蠕变试验装置。采用该装置对Mirafi PET 1300土工织物进行了CBR圆形顶破试验以及40%、50%和60%三种荷载水平下的2400 h圆形顶压蠕变试验,计算了5、10、60和120 a设计年限在不同顶压面积应变下的顶压蠕变折减系数,并与常规拉伸蠕变折减系数对比,建立了顶压蠕变折减系数、设计年限与顶压面积应变三者的量化关系式,以预测顶压蠕变折减系数。结果表明,对于试验土工织物,顶压蠕变折减系数比常规拉伸蠕变折减系数大65.340%～148.496%;随设计年限的增加,顶压蠕变折减系数变化不大;在不同设计年限下,随顶压面积应变的增加,顶压蠕变折减系数保持平稳。为提升工程结构的安全性和耐久性,在土工合成材料受顶压作用情况下,建议设计采用顶压蠕变折减系数。     

土工合成材料在废物填埋场中的应用

简要介绍几种土工合成材料的类型、特点及功能，并通过工程实例介绍土工合成材料在废物填埋场封闭系统中的应用.列举有关土工合成材料的最重要的技术要点使用寿命，界面抗剪强度，施工质量控制和保证，现场性能资料等，并指出今后研究和发展的方向.     

土工合成材料在废物填埋场中的应用

简要介绍几种土工合成材料的类型、特点及功能，并通过工程实例介绍土工合成材料在废物填埋场封闭系统中的应用．列举有关土工合成材料的最重要的技术要点：使用寿命，界面抗剪强度，施工质量控制和保证，现场性能资料等，并指出今后研究和发展的方向     

竹条加筋土的大尺寸直剪试验研究

为确定竹条加筋砂土的筋土界面工作机理,进行了大尺寸直剪试验。将厚度为5 mm的竹材分别制成长度为20,40,60 mm,宽度为10 mm的竹条,并分别按0.2%,0.4%,0.6%,0.8%,1.0%,1.2%的质量百分含量加入到砂土中,对加入竹条的砂土进行大尺寸直剪试验研究。结果表明:与纯砂相比,竹条加筋土的抗剪强度明显增强,峰值强度和残余强度均有所提高;竹条加筋土的黏聚力和内摩擦角均有所增加,其中黏聚力变化较大,内摩擦角变化较小;竹条加筋土的峰值抗剪强度随着竹条尺寸和竹条加筋率的增加呈现先增加后减小的规律;尺寸为10 mm×40 mm且质量百分含量为0.8%的竹条加筋砂土效果最佳。     

不同骨料级配混凝土的双轴压强度试验和破坏准则

针对某大坝实际工程,用液压伺服静动态三轴试验系统,对某大坝工程不同骨料级配和尺寸的混凝土试件在双向压荷载作用下的变形和强度特性进行了试验研究。试件采用大坝原级配最大骨料粒径为80mm的立方体试件以及相应的湿筛混凝土试件,尺寸分别为250mm×250mm×250mm、150mm×150mm×150mm、100mm×100mm×100mm。试验过程测得了所有试件两个加载方向的应力和应变以及未加载方向上的变形,探讨了不同级配混凝土的双轴抗压强度、极限变形、应力-应变曲线以及破坏形态的变化规律。试验发现大骨料混凝土在双轴压作用下的极限强度和变形能力要比相应的湿筛小骨料混凝土提高的更多,最后分别在主应力空间和主应变空间建立了不同级配混凝土的破坏准则。     

三点弯曲下的钢纤维高强混凝土断裂能

通过100个尺寸为100mm×100mm×515mm的不同体积率的钢纤维高强混凝土切口梁三点弯曲试验,探讨了钢纤维体积率和裂缝相对切口深度对高强混凝土断裂能和作用力功的影响。结果表明,钢纤维改善了高强混凝土的断裂性能与延性。钢纤维高强混凝土断裂能增益比、作用力功增益比以及延性指数随着钢纤维体积率的增加而线性增加,随着切口深度的增加而降低;外力功对断裂能的大小起较大作用。在分析试验结果的基础上,建立了钢纤维高强混凝土作用力功和断裂能的计算公式。     

废旧轮胎加筋土性能试验研究

为了研究废旧轮胎加筋对土体强度以及边坡稳定性的影响,采用室内试验,首先进行固结排水剪切三轴试验,研究了废旧轮胎加筋素砂土的应力-应变关系和土体抗剪强度指标变化规律;其次进行路堤模型试验,对比分析了土工格室单一加筋、废旧轮胎-土工格室复合加筋2种加筋形式对路堤边坡稳定性的影响效果差异。结果表明:轮胎加筋明显提高了土体抗剪性能,并且轮胎加筋层数越多,试样抵抗变形能力越好,强度越大;废旧轮胎-土工格室复合加筋优于土工格室单一加筋效果,能显著减少路基边坡沉降、侧向位移和附加应力峰值,有效改善路堤边坡稳定性。最后讨论了轮胎加筋与土工格室加筋机理的异同。试验研究结果为废旧轮胎加筋土应用于岩土工程的边坡稳定处理提供了理论基础。     

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。     

基于离散元模拟的黏土劈裂注浆扩散特性

为从细观角度研究劈裂注浆对富含黏土隧洞的加固效果,依托滇中引水工程伍庄村隧洞进口段,采用离散元软件PFC^2D,基于离散元流固耦合理论、平板窄缝流动模型与Fish语言的二次开发,实现了注浆过程中浆液和土体颗粒的相互作用,建立了颗粒流劈裂注浆数值模型。研究了注浆时步、注浆压力、颗粒粒径比及黏结强度对浆液扩散半径及土体孔隙率的影响。结果表明：注浆压力是影响土体加固效果的主控因素,随着注浆压力的增大,浆液扩散半径不断扩大,孔隙率持续增加,与注浆孔距离越远,对孔隙率影响越小,存在最优注浆压力。土体细观参数对注浆后宏观力学特性有较为明显的影响,随颗粒粒径比和黏结强度的增大,浆液扩散半径及孔隙率明显减小。将数值模拟结果与室内模型试验结果对比,发现二者趋势吻合较好,与实际相符,验证了所建立的注浆数值模型的正确性。     

土工格栅加筋砂土三轴试验离散元细观分析

以室内单层加筋三轴试验结果为基础,建立离散元PFC3D三轴试验数值模型,并与室内三轴试验结果进行验证对比,分析加筋层数变化对抗剪强度指标及细观参数的影响,探讨加筋土接触力的变化规律及筋材加筋作用的宏细观机理。研究结果表明:加筋三轴试样的峰值强度、黏聚力和内摩擦角随着加筋层数的增加而增大,但是其增幅会逐渐减弱,并且三轴试样在低围压条件下的加筋效果比高围压时要显著。三轴试样颗粒滑动比的数值随着轴向应变的增加发生了显著的起伏变化,反映三轴试验过程中发生了明显的接触滑移和旋转现象。由于筋材的摩擦嵌固约束作用,加筋试样中部区域的孔隙率和滑动比数值相对波动较小,对应中部外侧周围的接触力明显小于纯砂三轴试验情况,加筋材料发挥了扩散应力增强约束砂土的加筋作用。     

土工格栅与砂垫层界面力学特性试验研究

筋土间相互作用是加筋土强度提高的根本原因,是土工合成材料加筋加固应用中的核心问题。通过室内拉拔试验,分析了法向应力、砂垫层厚度、土工格栅横肋间距3个因素对加筋体极限拉拔力的影响,从宏观角度揭示了筋土界面间的力学特性。结果表明:增设5 cm厚的砂垫层后,格栅的极限拉拔力得到显著提高;高法向应力下,砂垫层厚度对拉拔试验结果影响更显著;在土工格栅加筋软土体中,增大横肋间距会减小筋土界面摩擦角,但是对黏聚力影响不大;格栅网格形态是筋土界面特性的重要影响因素。     

筋材-砂-黏土层状体系接触面剪切特性试验研究

以筋材-砂-黏土层状体系为研究对象, 采用界面剪切试验, 对筋材-黏土间夹砂层后改善筋土之间相互作用效果进行试验研究。借助直接剪切试验和拉拔试验, 通过改变砂层的粒度成分(粗砂和细砂)和砂层厚度(1～3 cm), 分析该层状体系的具体影响。试验结果表明, 尽管在筋材-黏土间夹砂层可有效提高界面的抗剪强度, 但在25~75 kPa法向应力下, 砂的组构(粗砂和细砂)和砂层厚度对该体系的影响都不明显。     

排水条件对土工合成材料加筋黏性土特性的影响

通过固结排水和不固结不排水条件下的三轴剪切试验，研究了加筋对黏性土体强度和应力应变关系的影响以及不同排水条件下的加筋效果。结果表明，在排水条件下，筋材与土体的相互作用相对充分，明显提高了土体的峰值强度和残余强度，且峰值后强度的降低幅度较小，改善了土体的应力应变特性；随加筋层数和筋材拉伸模量增大，加筋效果明显提高。而在不排水条件下，由于孔隙水压力的影响，筋材与土体的作用相对复杂，加筋土体的强度和变形特性以及加筋效果与排水条件下的大不相同；在剪切初期，筋材的作用几乎被超静孔隙水压力抵消，加筋甚至对强度起相反作用，使加筋试件的强度低于素土试件；仅当应变较大时，加筋对抗剪强度才有轻微的增强作用，同时，在不排水条件下，筋材拉伸模量和加筋层数提高对加筋土体强度的影响不明显，因此，在加筋土工程中，排水条件是首先要考虑的因素。