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。     

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。     

双向土工格栅与中砂界面作用特性试验研究

筋材与填料土(筋土)的界面作用特性是影响加筋土工程的重要因素.以中砂为填料土,以聚丙烯双向土工格栅为筋材,通过直剪与拉拔试验,研究了不同中砂含水率、试验盒尺寸、试验类型对筋土界面作用特性的影响.引入黏聚力对比参数λc与内摩擦角对比参数λφ,进行了不同影响因素下加筋土黏聚力c与内摩擦角φ的定量对比,结果表明:不同因素对黏聚力c的影响均大于对内摩擦角φ的影响,加筋对复合土体的贡献主要体现在黏聚力上.各因素对筋土界面作用特性影响的顺序为:试验类型＞含水率＞试验盒尺寸.     

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.     

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 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。     

不同剪切速率下格栅–土界面循环剪切及其后直剪特性

 为了研究剪切速率对砂土与土工格栅界面剪切特性的影响,采用室内大型直剪仪对土工格栅加筋砂土试样分别进行不同剪切速率下的单调直剪试验、循环直剪试验,并在循环直剪试验结束后接着对试样进行单调直剪试验,研究了剪切速率对筋土界面剪切应力、剪切体变的影响,对比分析不同剪切速率下单调直剪试验的结果与经受过循环剪切后的单调直剪试验结果的差异。试验表明：剪切速率对单调直剪条件下筋土界面的剪切特性影响不大;循环剪切过程中,低剪切速率和高剪切速率下分别发生循环剪切软化和循环剪切硬化现象;剪切速率对循环剪切后的筋土界面直剪特性影响较明显,受循环剪切后筋土界面的抗剪强度比不受循环剪切作用的要低。     

筋土界面剪切特性的研究综述

介绍了拉拔试验和直剪试验两种筋土界面参数的测试方法,阐述了影响试验的主要因素以及试验方法的选择标准,并对筋—砂土界面剪切特性和筋—粘性土界面剪切特性进行了研究,最后论述了接触面上剪应力—位移的关系,以保证加筋土结构的内部稳定性。     

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。     

Dynamic shear behavior of GMB/CCL interface under cyclic loading

The dynamic shear behavior of composite liner interface is of great importance for landfill seismic analysis. In this study, an experimental investigation of the shear behavior of the interface between smooth high density polyethylene (HDPE) geomembrane (GMB) and compacted clay liner (CCL) is presented. A series of displacement-controlled cyclic shear tests were conducted to investigate the effects of displacement amplitudes, normal stress levels and number of cycles on the GMB/CCL interface shear behavior. Cyclic loading with higher displacement amplitude will produce greater vertical contraction and lower interface initial shear stiffness. Also, significant shear strength degradation was observed within the first 5 shearing cycles, then followed by slight interface reinforcement in subsequent cycles. The dynamic shear modulus of GMB/CCL interface is dependent on both normal stress levels and displacement amplitudes, while the damping ratio is only affected by displacement amplitudes. Finally, a method considering the GMB/CCL composite liner as an equivalent soil layer was proposed, which is useful for landfill seismic analysis.     

粉土界面恒刚度循环剪切试验研究

竖向循环荷载作用下桩土界面的作用机理是研究桩土摩擦疲劳的关键。针对循环荷载作用下桩-粉土界面的剪切性能,使用改进的剪切试验装置在恒刚度条件下进行循环剪切试验,研究循环次数、累积位移和法向刚度对其摩擦疲劳性能、循环后单调剪切性能的影响。试验结果表明,粉土在循环剪切过程中,法向应力和剪应力在初始10个循环内随循环数增加快速衰减,随着循环进行,逐渐趋于稳定;单次循环内在剪切位移方向变化时,土体呈现表现出剪缩-剪胀-剪缩交替现象,总体变形呈现剪缩的趋势;循环荷载作用下,粉土界面的法向应力和剪应力随法向刚度增大衰减速率增大,达到稳定的累积循环位移越小;粉土循环后的单调剪切、法向应力恢复的单调剪切的剪应力比小于首次单调剪切试验值,且法向应力恢复的循环后剪切试验的剪胀程度较小,表明循环剪切过程中界面处粉土颗粒棱角破碎,颗粒变得光滑。在对试验数据分析的基础上,提出了与累积位移、法向刚度和初始应力相关的无量纲累积位移,建立了法向应力和界面摩擦角随累积位移的衰减方程。     

循环直剪条件下粗粒土与结构接触面颗粒破碎研究

循环剪切条件下粗粒土与结构接触面颗粒破碎规律的定量研究具有重要意义。循环剪切时,接触面产生了明显的颗粒破碎,并显著影响其宏观力学响应。接触面颗粒破碎细观上表现为大颗粒破碎、小颗粒含量增加及大孔隙的减少或消失,统计上表现为粒径分布曲线的抬升和特征粒径的减小,宏观上表现为接触面不可逆性剪切体变;且不可逆性剪切体变可作为接触面颗粒破碎等物态演化的宏观度量。接触面颗粒破碎主要由剪切引起,相对破碎率与剪切路程、不可逆性剪切体变与相对破碎率间的关系均可用双曲线描述。法向应力越大、结构面板越粗糙、硬度越小,接触面颗粒破碎和损伤越严重;且相对破碎率与法向应力间符合幂函数关系;剪切路径对接触面相对破碎率影响较小。     

循环荷载作用下粗粒土与结构接触面变形特性的试验研究

使用新研制的大型土与结构接触面循环加载剪切仪,对粗粒土与结构接触面在循环荷载作用下的力学特性进行了系统的试验研究,从宏观和细观两个层次进行了分析测量,讨论了循环荷载作用下接触面受力变形的规律和机理。试验表明,在循环荷载作用下,粗粒土与结构接触面的相对法向位移总体上表现为单调增长,但在一个剪切循环内表现出有规律的增减变化,因此接触面的剪胀体变可以划分为可逆性和不可逆性两个分量。接触面表现出由于初次剪切造成的细观结构异向性导致的宏观结构异向性。剪切过程中接触面存在着土颗粒破碎和剪切压密两种物态变化机制,共同支配着接触面力学性质的变化。     

钢筋混凝土剪力墙板的剪切滞回性能试验研究

为提高低矮钢筋混凝土剪力墙板的数值模拟精度,完善混凝土在循环荷载作用下的剪切本构理论,进行6个钢筋混凝土剪力墙板的循环剪切试验,研究配筋率及钢筋角度对钢筋混凝土剪力墙板在循环剪切应力作用下滞回性能及累积耗能能力的影响,得到试件的滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、累积耗能能力等。试验结果表明：所有试件均发生剪切破坏模式。配筋率对钢筋混凝土剪力墙板的抗剪承载力有一定影响,对其变形能力影响不明显。钢筋角度对钢筋混凝土剪力墙板的滞回曲线有显著影响,分布钢筋与剪力墙剪切斜裂缝夹角越小,其滞回曲线越饱满,累积塑性剪切角、累积延性比、等效黏滞阻尼比及累积塑性耗能系数越大,但其初始剪切刚度反而越低。该文的试验结果可为完善混凝土的本构理论提供参考。     

Evaluation of composite shear wall behavior under cyclic loadings

Composite steel shear walls (CSSW) are widely used in civil projects due to its high stiffness and deformability. It can be utilized by either laying a concrete layer connected to the steel plate by shear studs or bonding a Fiber Reinforced Polymer sheet. The present experimental and numerical investigations were focused on the effects of shear studs spacing variation, middle beam rigidity and the method of beam to column connection on the CSSW behavior. Results indicate that increasing the shear studs spacing reduces the slope of load-displacement curve and improves ductility up to a specific studs’ spacing. In addition, the effects of middle beam rigidity and beam to column connections are insignificant on the composite steel shear walls behavior.     

钢筋混凝土界面剪力传递性能试验研究

以受剪钢筋配筋率、界面特性、加载方式及加载偏心为试验参数，对12个钢筋混凝土推剪试件进行试验研究。分析试件的破坏形态、滞回特性、承载力与刚度退化特性，研究各试验参数对界面受剪承载力的影响。结果表明：循环反复加载试件发生典型的剪切破坏；在文中试验参数下，影响界面受剪承载力的主要因素依次为界面特性、受剪钢筋配筋率、加载方式及加载偏心；循环反复荷载将引起界面受剪承载力降低，对整浇界面受剪承载力降低影响较小，而对新旧混凝土界面受剪承载力降低影响较大。根据试验结果并结合相关试验数据，对钢筋混凝土界面受剪承载力计算方法提出建议。通过与试验值及已有公式计算结果比较可知，建议计算式的计算结果与试验结果吻合较好。     

Effect of rock joint roughness on its cyclic shear behavior

Rock joints are often subjected to dynamic loads induced by earthquake and blasting during mining and rock cutting. Hence, cyclic shear load can be induced along the joints and it is important to evaluate the shear behavior of rock joint under this condition. In the present study, synthetic rock joints were prepared with plaster of Paris(Po P). Regular joints were simulated by keeping regular asperity with asperity angles of 15°-15° and 30°-30°, and irregular rock joints which are closer to natural joints were replicated by keeping the asperity angles of 15°-30° and 15°-45°. The sample size and amplitude of roughness were kept the same for both regular and irregular joints which were 298 mm×298 mm×125 mm and 5 mm, respectively. Shear test was performed on these joints using a large-scale direct shear testing machine by keeping the frequency and amplitude of shear load under constant cyclic condition with different normal stress values. As expected, the shear strength of rock joints increased with the increases in the asperity angle and normal load during the first cycle of shearing or static load. With the increase of the number of shear cycles, the shear strength decreased for all the asperity angles but the rate of reduction was more in case of high asperity angles. Test results indicated that shear strength of irregular joints was higher than that of regular joints at different cycles of shearing at low normal stress. Shearing and degradation of joint asperities on regular joints were the same between loading and unloading, but different for irregular joints. Shear strength and joint degradation were more significant on the slope of asperity with higher angles on the irregular joint until two angles of asperities became equal during the cycle of shearing and it started behaving like regular joints for subsequent cycles.