土工格栅界面摩擦特性试验研究

土工格栅与土的界面作用特性直接影响着加筋土挡墙的安全与稳定性。因此,土工格栅与填料的界面技术指标在加筋土挡墙的设计中至关重要。本文在从试验方法、加载方式、试验箱侧壁边界效应和尺寸效应、填料厚度、压实度以及筋材夹持状况等几方面分析土工格栅界面摩擦特性影响因素基础上,进行了土工格栅在砂砾料和粘性土中的拉拔试验和直剪试验。试验结果表明:土工格栅与砂砾料接触面抗剪强度较高,而与粘土接触面抗剪强度很低;对于加筋土挡墙拉拔力较大的层位,应选用刚度大的土工格栅和砂砾料为填料。直剪摩擦试验不适合确定土工格栅接触面的抗剪强度。该试验结果对土工格栅加筋土挡土墙的设计具有重要的参考价值。     

不同土工格栅的筋土界面摩擦特性研究

土工格栅与土的界面作用特征直接影响加筋高填方路堤的安全与稳定性。以河北省邢汾高速公路加筋高填方路堤工程为背景．通过室内直剪试验．分析不同类型的土工格栅在砂土中的界面摩擦特性作用。试验表明随着上覆荷栽的增加,土工格栅与砂土的摩擦特性加强。双向土工格栅与砂土之间的界面凝聚力要高于单向土工格栅．而其界面摩擦系数相差不大。通过对格栅界面特性的研究．给土工合成材料的生产建设性的意见并为实际工程选用格栅材料提供参考。     

土工格栅拉拔特性及加筋土剪胀性试验研究

土工格栅通过筋土界面相互作用能起到很好的加筋效果,在许多工程中得到了广泛运用。拉拔试验是研究筋土界面相互作用的重要手段之一。通过室内拉拔试验,对竖向荷载、填料密实度以及试验类型对格栅拉拔力的影响规律开展研究,试验结果表明:在高密实度的填料中,随着筋-土界面位移的发展,填料的剪胀现象越明显;填料密实度小,竖向压力大时,剪胀趋势不明显;填料密实度越大,土体剪胀趋势越明显;土体的密实度将直接影响到格栅的加筋效果;对于土体的剪胀,存在一临界点,当格栅拉拔位移大于此临界点时,土体的剪胀趋势将显著发生。     

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。     

土工格栅加筋土直剪摩擦试验研究

通过直剪摩擦试验方法,对不同含水量的土工格栅粉煤灰加筋土和土工格栅二灰加筋土进行试验,得到不同填料土工格栅加筋土在不同法向应力作用下的抗剪强度,由此得到土工格栅加筋土界面相互作用特性指标:似摩擦系数和界面摩擦角.试验结果表明:土工格栅粉煤灰加筋土试验,当含水量由10%增大到18%时,随着含水量的增大,土工格栅粉煤灰加筋土的似摩擦系数和界面摩擦角逐渐增大,当含水量由18%增大到25%时,土工格栅粉煤灰加筋土的似摩擦系数和界面摩擦角逐渐减小;当含水量由25%增大到36.4%时,似摩擦系数和界面摩擦角逐渐增大,而且增加幅度明显提高.通过击实试验得到土工格栅二灰加筋土的最优含水量,并对土工格栅最优含水量二灰加筋土进行试验,得到的似摩擦系数和界面摩擦角均大于土工格栅粉煤灰加筋土指标.     

刚性与柔性顶部边界下筋土界面特性的细观数值研究

土工格栅拉拔试验被认为是研究土工格栅与土相互作用行为最直接有效的方法。在土工格栅拉拔试验中,常采用刚性或柔性顶部边界条件施加竖向荷载。为了研究刚性与柔性顶部边界条件对拉拔试验结果的影响,基于离散元数值模拟,从细观层面深入分析了刚性与柔性顶部边界条件下土工格栅与土的力学响应。研究结果表明:在拉拔位移较小的情况下,刚性与柔性顶部边界条件对拉拔试验结果几乎没有影响;随着拉拔位移的增大,顶部边界条件对拉拔试验结果的影响逐渐明显,刚性顶部边界条件下的最大拉拔阻力略大于柔性顶部边界条件下的最大拉拔阻力;土工格栅张力与试样内部土颗粒间接触力分布情况、试样内部土颗粒旋转情况以及顶部加载板颗粒的竖向位移分布规律直观地展现了顶部边界条件对拉拔试验结果的影响。本研究结果有望为规范土工格栅拉拔试验方法提供科学依据。     

加筋土挡墙设计方法与实例分析

分析加筋土挡墙的破坏模式,介绍加筋土挡墙稳定性的设计方法,对某小区绿地边坡进行加筋土挡墙的设计,比较土工带与土工格栅两种筋材的设计方案,发现在两种方案稳定性相差不大的情况下,所用土工格栅的费用大约是土工带的1/3,最终选用土工格栅作为该挡墙的筋材。     

土工格栅 黏性土界面特性的拉拔试验分析

筋土界面特性是影响加筋土结构性能的重要因素之一,利用中型拉拔模型试验分析了界面正应力和黏性土含水量对格栅黏性土界面相互作用特性的影响,试验结果表明黏性土含水量对格栅极限抗拔力、界面黏聚力和摩擦系数影响明显。不同界面正应力下格栅极限抗拔力在含水量较小时差别显著,随着黏性土含水量增加,格栅极限抗拔力和界面摩擦系数呈现减少趋势,而筋土界面间黏聚力先增大后减小,且当含水量达到塑限含水量时,三者均趋于稳定。格栅抗拔力位移曲线均经历线性和非线性增加以及拉拔极限阶段,并随含水量增加,抗拔力位移曲线由线性增长向极限状态发展的中间阶段逐渐缩短。在拉拔最大载荷下持续一段时间后卸载,发现格栅的横肋应变有增大的趋势,而纵肋应变呈现减小的趋势。     

双向土工格栅与砂土界面循环剪切特性研究

利用单调直剪试验、循环剪切试验、循环剪切后单调直剪试验,探究单调剪切与循环剪切作用下双向土工格栅与砂土界面剪切特性。通过单调直剪试验研究了法向压力对筋土界面剪切特性以及剪胀性的影响;循环剪切试验则揭示了法向压力、循环次数以及循环剪切位移幅值对循环剪切及循环剪切后筋土界面特性的影响。试验结果与参数分析表明,筋土界面剪应力峰值随着法向压力和循环次数的增大而增大;循环剪切位移幅值对界面剪应力峰值的影响甚微;界面经单调直剪与循环剪切后均发生了剪切硬化,但循环剪切后的界面剪应力峰值大于单调剪切试验;循环剪切后筋土界面黏聚力及内摩擦角均有所提高,加筋结构稳定性增强。     

压实度对红层泥岩土中土工格栅拉拔性能影响的试验研究

通过室内拉拔试验,研究压实度对土工格栅与红层泥岩界面拉拔性状的影响,试验结果表明,土工格栅在红层泥岩中主要表现为拔出破坏。随着压实度的增大,在一定程度上提高筋土界面的峰值剪应力;在压实度一定的情况下,随着竖向应力的增加,筋土界面剪应力峰值增大,其对应的剪切位移减小。由于土与土工格栅接触面的剪胀造成该类接触面的界面剪应力峰值与竖向应力不再是线性关系。     

土工格栅加筋土大型直剪试验分析

通过大型直剪试验,研究了不同密实度及不同铺设角度下土工格栅加筋土的界面特点,并分析了直剪试验数据,结果表明,土工格栅加筋土体能有效增强加筋工程的稳定性,提高结构的抗震能力。     

土工格栅与铜矿尾矿界面作用特性的实验研究

钢塑复合土工格栅的加筋效果好于其它筋材的原因在于其表面结构特性,在生产过程中塑料表面处理时,肋条压制成粗糙的花纹,以增强格栅表面的粗糙程度,提高CATT钢塑复合土工格栅与土体的摩擦系数。它与土之间不仅存在表面摩擦力,而且还存在镶嵌咬合力,从而增强加筋土体的稳定性。文中以不同规格的钢塑复合土工格栅作为加筋材料,以有色金属铜矿的尾矿作为填料土,通过拉拔实验,研究钢塑复合土工格栅与铜矿尾矿填料土的界面作用特性,获得了筋——土之间的剪切强度系数（C、ψ）、似摩擦系数f^＊等结果,并对它们的影响因素进行了分析与探讨。     

土工格栅加筋路堤的机理分析

论述了土工格栅的性能,分析了土工格栅加筋路堤中筋材与土的相互作用,并介绍了土工格栅加筋机理的理论依据和试验分析,指出土工格栅是一种良好的路用加筋材料,其加筋路堤的作用主要通过土工格栅筋材的拉力激发来实现。     

煤矸石-土工格栅-砂层状体系的界面摩擦特性试验研究

结合工程实践提出煤矸石-土工格栅-砂层状体系的加筋土结构,通过直剪试验和拉拔试验,测试不同法向应力下煤矸石-土工格栅-砂层状体系的筋土界面特性,并与常规加筋土结构的筋土界面特性进行对比。研究表明:层状加筋体系具与有常规加筋土体系相似的界面特性,但由于砂的充填作用,提高了加筋层的密实度,增大了筋土接触面,使筋土界面强度更高,且界面强度发挥更早;层状加筋土体系还可以为加筋煤矸石提供排水通道,避免煤矸石浸水软化。     

新型加筋结构界面的特性试验研究

通过室内筋材拉拔模型试验,对筋材与土介质的界面摩擦特性进行了详细分析。深入分析了试验中影响界面摩擦特性的主要因素,并深入探讨了土工格栅与红砂岩粗粒土之间的筋土界面特性,为实体工程设计提供必要的数据。     

预应变土工格栅与砂垫层界面特性试验研究

采用拉拔试验研究了预应变土工格栅与砂垫层的界面特性,通过对比分析试验结果,对法向应力、垫层厚度和预应变初值对筋土界面特性的影响进行了研究,结果显示:砂垫层厚度为5 cm时,低应力条件下预应变土工格栅与普通格栅的拉拔阻力峰值相差不大,随着法向应力的增大,预应变土工格栅的抗拔性逐渐优于普通格栅,而应变软化现象也愈明显;法向应力为50 kPa时,垫层厚度的增大对格栅抗拔性有一定提高,当厚度达到15 cm后提高效果明显减弱,且高预应变水平的土工格栅随着垫层厚度的增大会出现应变软化现象。最后通过数据拟合得到了界面抗剪强度包络线,预应变加筋法能显著提高格栅与砂垫层界面似摩擦系数,减小界面似粘聚力,可为预应变加筋法的推广提供参考。     

土工格栅纵横肋的筋土承载特性分析

为研究土工格栅纵横肋与砂土的界面受力特性,进行了不同法向压力的格栅拉拔试验,分别设计了横向与纵向剪除横肋的6种拉拔试验工况,研究横肋减少对格栅受力、拉拔阻力峰值和位移及似摩擦系数的影响,并分别对比了整体剪切和刺入剪切破坏模式下的格栅拉拔阻力,揭示格栅筋土界面的相互作用机理。结果表明,随着横肋的减少,格栅拉拔阻力和似摩擦系数不断地变小;横肋沿横向减少的格栅最大拉拔阻力大于横肋沿纵向减少的最大拉拔阻力,完整横肋有助于筋土界面的加筋作用的充分发挥。理论计算格栅界面摩擦力约为18%~19%的试验拉拔阻力,而试验获得的格栅界面摩擦力与试验拉拔阻力的比值为29%~33%,横肋与土体挤压咬合产生的承载力分量占了总拉拔阻力的67%~71%,横肋极大提高了土工格栅的拉拔阻力。     

法向循环荷载下筋土界面的剪切应力规律及预测

为了研究法向动荷载作用下筋土界面的剪切应力变化规律,采用大型动态直剪仪,对相对密实度为75%的砾石和土工格栅的界面进行了剪切试验,研究了4种法向初始应力（20,40,60,80 kPa）和4种法向荷载振动幅值（10,20,30,40 kPa）对筋土界面循环剪切特性的影响。在试验的基础上,建立了法向循环荷载作用下筋土界面在峰值前和残余阶段的剪切应力-法向应力表达式。同时,结合应力时间差规律,并考虑法向初始应力和荷载振幅等的影响,提出了界面剪切应力-剪切位移的表达式。将两种预测表达式与试验结果进行了对比,均具有较好的吻合度,验证了方法的正确性。     

土工格栅加筋土挡墙设计中几个问题的讨论

以我国《水利水电工程土工合成材料应用技术规范：SL/T 225—98》[1]为背景,结合近些年公开发表文献的相关研究成果,针对土工格栅加筋土挡墙设计中大家较为关注的刚性筋式挡墙和柔性筋式挡墙的划分、土压力的计算及滑动面的确定几个问题进行了详细讨论和分析,得到如下结论 ：(1)目前较为常用的聚合物类的普通土工格栅应归为柔性筋式挡墙,近几年来新出现的钢塑土工格栅挡墙应归为刚性筋式挡墙;(2)对于土工格栅加筋土挡墙,在进行筋材水平拉力计算时,其墙背侧向土压力较接近于朗肯主动土压力,设计计算按主动土压力计算是合适的;(3)土工格栅加筋土挡墙的潜在破裂面应采用朗肯直线型破裂面计算。所得结论可供类似工程设计中参考。     

基于复合地基载荷试验的土工格栅加固分析

对土工格栅的功能与工作机理进行了分析，通过在载荷试验中桩顶盒桩间土的位置铺设土工格栅，在土工格栅的上下层埋设土压力盒来了解土工格栅对桩土应力的影响。通过对桩土压力数据进行处理，分析了土工格栅的作用机理与加固效果。