带加强节点双向土工格栅的拉拔试验研究

在传统双向土工格栅的节点上设置一定厚度的加强节点,以形成具有立体加筋效果的带加强节点土工格栅。通过室内拉拔试验,研究了带加强节点土工格栅筋-土界面作用特性,探讨了横肋间距和加强节点厚度对极限拉拔阻力的影响。结果表明,拉拔曲线在法向应力较小时出现峰值,法向应力较大时表现出应变硬化的特征。带加强节点土工格栅的极限拉拔阻力较传统土工格栅都有一定程度的提高,且随着横肋间距的增大而减小,随着加强节点厚度的增加而线性增大。基于试验结果分析极限拉拔阻力的组成发现,随着横肋间距的增大,极限拉拔阻力的主导作用力由横肋极限端承阻力转变为筋-土界面间的极限摩阻力。     

钢筋在堆石料中的拉拔试验研究

作为一种有效的土石坝抗震加固措施,加筋在高土石坝建设中正被越来越广泛地运用。钢筋与堆石料接触特性及影响因素研究是合理进行加筋设计的前提。通过室内拉拔试验研究了钢筋与堆石料的界面摩擦特性,揭示了不同上覆压力、堆石料含水状态、堆石料级配及孔隙率等因素对试验结果的影响。结果表明,堆石料与钢筋接触面剪应力与拉拔位移曲线呈下端开口的抛物线形状,上升段陡于下降段,残余剪应力数值不稳定;4个影响因素中,上覆压力与峰值剪应力曲线近似于线性正比关系;孔隙率和峰值剪应力曲线类似于线性反比关系;级配平均线的峰值剪应力与拉拔位移曲线位于级配上包线的试验曲线之上;饱和含水状态下堆石料的峰值剪应力与拉拔位移曲线远低于风干状态。     

第八届中国土工合成材料会议论文：带加强节点双向土工格栅的拉拔试验研究

在传统双向土工格栅的节点上设置一定厚度的加强节点,以形成具备立体加筋效果的带加强节点土工格栅。通过一系列的室内拉拔试验,研究了带加强节点土工格栅筋–土界面作用特性,探讨了横肋间距和加强节点厚度对极限拉拔阻力的影响。结果表明,拉拔曲线在法向应力较小时出现峰值,法向应力较大时表现出应变硬化的特征。带加强节点土工格栅的极限拉拔阻力较传统土工格栅都有一定程度的提高,且随着横肋间距的增大而减小,随着加强节点厚度的增加而线性增大。基于试验结果分析极限拉拔阻力的组成发现,随着横肋间距的增大,极限拉拔阻力的主导作用力由横肋极限端承阻力转变为筋–土界面间的极限摩阻力。     

焊接土工格栅在土中锚固强度的试验

利用自主研制的大型多功能界面剪切仪,将3种不同规格的焊接土工格栅在粗颗粒土中进行了一系列室内拉拔试验,并对比分析了各组试验中的土工格栅在土中的锚固强度。试验结果表明：拉拔试验中焊接土工格栅的节点易发生破坏,从而对加筋效果产生重要影响;锚固强度随节点强度的增大而增大,而随格栅网格尺寸的增大而减小。     

土工格栅筋土界面摩阻力分布拉拔试验研究

通过土工格栅拉拔试验对筋土界面摩阻力横向分布进行了研究,通过千分表测试土工格栅不同位置处的位移,将位移转换成土工格栅应变,根据格栅的抗拉弹性模量得到土工格栅不同位置处的筋土界面摩阻力。试验结果表明:筋土界面摩阻力的峰值出现在土工格栅的横肋处,并沿横肋向两侧逐渐减小;对于单向土工格栅,格栅横肋不仅能够提供筋土界面摩阻力,而且能通过嵌锁作用限制土体的变形,能显著提升土工格栅的加筋效果;土工格栅前半段的筋土界面摩阻力先得到发挥,然后后半段的筋土界面摩阻力逐渐得到发挥。     

雨水入渗对土工格栅-堆石界面剪切特性影响试验研究

为了解雨水入渗对格栅-堆石界面剪切特性的影响，利用自主研发的大型直剪仪，针对不同雨水入渗量下的格栅加筋堆石料和无格栅加筋堆石料开展了直剪试验，分析了雨水入渗对格栅加筋堆石料抗剪强度、剪切变形以及格栅加筋系数的影响，同时与无格栅加筋堆石料的试验结果进行对比。结果表明：随着雨水入渗量的增加，格栅表面摩擦系数降低，格栅加筋堆石料的抗剪强度呈明显的减小趋势，但对无格栅加筋堆石料抗剪强度的影响较小；当格栅加筋堆石料从干燥到完全饱和状态时，其内摩擦角从53.6°减小至50.4°,粘聚力从41.9 kPa减小至23.2 kPa;由于堆石颗粒受格栅网孔的嵌锁作用，格栅加筋堆石料竖向剪胀变形较加筋前有所减小，且雨水入渗堆竖向剪胀变形的影响较小；格栅加筋系数随着雨水入渗量的增加而减小，在竖向应力为25 kPa时，格栅加筋系数减小幅度较小，且均大于1.0,当竖向应力大于50 kPa后，格栅加筋系数减小至1.0以下。     

堆石料湿化变形特性试验研究

通过室内大三轴单线法对堆石料的湿化变形进行了试验研究,探讨了在不同密度、不同围压、不同应力水平状态分别对堆石料进行浸水后变形特性的规律性研究,根据建议的湿化模型整理了计算参数。试验结果表明:随着围压增大、浸水应力水平提高,堆石料的湿化轴向应变变大,在围压和应力水平增加超过某一范围后,堆石料的湿化轴向应变明显增大。湿化轴向体变随围压浸水应力水平的变化不是很明显。随着堆石料密度的提高,堆石料的湿化变形量产生一定量的减少。     

南水北调中线工程土工格栅——膨胀岩的拉拔试验研究

针对南水北调中线工程河南新乡段膨胀岩渠段的中-弱膨胀岩,采用改造的叠环剪切试验仪进行了不同上覆荷载条件下两种土工格栅的拉拔试验,对格栅与膨胀岩的界面相互作用机理进行了初步研究,得到界面似摩擦角和似黏聚力参数,分析格栅不同埋深处界面摩阻力的分布规律,并对由于界面摩阻力作用而引起的土体附加剪应力分布进行初步的探讨.     

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。     

堆石料在不同应力路径下的颗粒破碎特性

采用大三轴试验设备,对直径为300 mm、高为600 mm的圆柱体堆石料试样进行了三种不同应力路径的固结排水试验,包括常规三轴压缩试验、等平均应力试验及等向压缩试验,探讨不同应力路径下堆石料的颗粒破碎特性,常规三轴压缩试验围压为200、400、800、1 200 k Pa,等平均应力试验平均应力为200、400、600、800 k Pa。试验结果表明,应力路径对堆石料的颗粒破碎特性有很大的影响。常规三轴压缩试验的应力—应变关系近于双曲线,低围压时试样先剪缩后剪胀、高围压时剪缩;等平均应力试验的应力—应变曲线呈应变软化型,体变表现为先体缩后剪胀。计算得到的颗粒破碎指数表明,等平均应力试验的颗粒破碎最为严重,等向压缩试验的颗粒破碎轻微。     

Outdoor Aging Performance of HDPE Geogrid

An outdoor aging test base for geosynthetics was established in Wuhan,central China to investigate the long-term aging performance of geosynthetics.Outdoor photo-oxygen aging tests for high density polyethylene (HDPE) geogrid have been carried out in the base.Test results show that in the initial nine months,the tensile strength of geogrid remains unchanged or even gets larger,while the corresponding strain at break decreases slightly,exhibiting hard and brittle trend due to secondary compensatory responses to the ultraviolet(UV) aging:UV provides the required chemical crosslinking energy,resulting in the polymer crosslinking reaction.Tensile strength of the geogrid increases by about 5％ in the initial nine months,but decreases after the initial nine months.The long-term research results at the test base could provide first-hand data for researching the aging properties of HDPE geogrid.     

基于突变理论的单根土钉抗拔极限承载力计算

土钉抗拔极限承载力的计算是土钉结构设计的关键。以往的土钉抗拔力的计算往往只通过力学平衡分析法进行计算,但是土钉的作用机理是相当复杂的,单纯具体的力学分析很难满足设计所需的计算公式。通过建立势能函数方程,运用突变理论原理,避开具体的力学分析,计算解析得出土钉抗拔极限承载力的计算公式。运用该公式可以更好的实现安全节能的设计理念。更多还原     

土工格栅户外老化试验初步研究

作为一类特殊的高分子材料,土工合成材料越来越广泛地应用于水利、交通、环境工程等各个领域。在其服役期限内,能否保持一定的力学性能对整个工程的稳定性至关重要。研究高分子土工合成材料的老化性状,从而准确预测土工合成材料在各种环境条件下的使用寿命,已成为目前岩土工程的研究热点之一。在长江科学院土工合成材料户外老化试验基地开展了HDPE土工格栅的户外光氧老化试验。试验结果表明:在9个月内,土工格栅的拉伸强度基本保持不变甚至还有增高的趋势,这可能是由于高分子内部的二级反应补偿了紫外线的老化。紫外线提供了化学交联所需的能量,使得聚合物分子发生交联反应,轻微的收缩导致织物纤维被拉紧,使强度增大。这使得土工格栅强度在前期(9个月)得到一定程度的改善。9个月后,强度开始降低。本老化试验基地的远期研究成果可提供长时序土工合成材料老化性能物理力学指标的第一手资料。     

堆石料流变试验的颗粒破碎研究

已有的研究成果表明堆石流变与颗粒破碎有关,但流变引起的净破碎率和流变之间的关系尚不明确。通过室内大型流变试验,分析了流变引起的颗粒破碎,发现破碎率与最终流变量之间存在线性函数关系,破碎率与轴压之间存在幂函数关系;轴向流变变形与时间之间的关系可以用对数函数表示,相应的流变参数与轴压之间呈良好的线性关系。     

改性堆石料作高面板堆石坝垫层和过渡层的探讨

垫层、过渡层在防止面板变形及改善面板应力应变性态方面具有重要作用,但因其占坝体体积很小,坝体的变形主要由主堆石区控制,目前对垫层、过渡层在控制高坝变形方面的研究还不够。以高面板堆石坝对垫层、过渡层的性能要求为切入点,通过对垫层、过渡层堆石材料应用现状进行分析,结合改性堆石料的特性,提出了用改性堆石料作高面板堆石坝垫层、过渡层的设计新思路,并对其可行性进行了探讨。结果表明:改性堆石料以其优于常规堆石填料的良好性能,已成为高坝垫层、过渡层填筑的理想材料。采用改性堆石料是解决高坝变形问题的有效手段。     

格栅加筋土工作机理的试验研究

加筋土的设计理论落后于工程实践,为了改变这种现状,必需弄清加筋机理。采用大型叠环式剪力仪进行了土工格栅的拉拔试验,分析了格栅与填土之间界面的特性,它是了解加筋作用的关键。研究表明,界面产生了2方面的影响：界面本身的摩阻力对土体侧向变形的约束作用增强了土体抗变形的能力;界面对筋材两侧一定范围内土体的应力状态进行了改变。前者可称为直接加筋作用,后者可视为对土体的间接加固作用。这种间接加固是由于界面受剪时扰动了界面两侧一定范围土体内的颗粒,促使加筋土体强度的增大。试验测得了这种影响范围的大小,它有助于确定筋材布置的合理间距。同时进行了仿真的数值分析,加强了对上述加筋机理的认识。通过三轴试验,对由筋材、填土和界面组成的加筋土体的整体性状也进行了研究。上述成果将为建立合理的设计方法提供理论依据。     

砂土中齿桩抗拔特性模型试验研究

为研究齿桩的抗拔承载特性,开展了缩尺模型试验,针对齿部结构的层数与长度变量进行了11组试验研究。结果表明:齿桩相比光面桩表现出更优异的抗拔性能,齿距、齿长与模型桩的抗拉拔承载力都呈现正相关;在一定的弹性承载阶段,模型桩的抗拔承载力随着齿层数的增加呈线性增大;齿长相比于齿层数对模型桩的抗拔承载力和抗拔侧摩阻力均具有较大的影响。试验及分析结果对小改截面桩的研究运用具有一定的借鉴意义。