新型多功能土-土工合成材料试验机在筋土相互作用研究中的应用

土-土工合成材料的相互作用是加筋机理研究中的重要问题,筋材性质是加筋土结构设计中的关键参数。为了真实模拟筋材在土中的受力条件,获得更符合实际的材料特性参数,深入探讨筋土相互作用规律,在原土-土工合成材料界面直剪试验仪的基础上,研制了新型的土-土工合成材料多功能试验机。该机采用双伺服电机控制及全自动数据采集系统,通过不同辅助手段和控制模式,可完成土-土工合成材料的界面直剪、拉拔、侧限约束拉伸以及侧限约束蠕变试验。采用不同类型的土工格栅和砂土进行了多项试验,对筋材与土的界面特性、以及筋材在约束作用下的拉伸特性和蠕变特性及其影响因素进行了探讨。试验成果充分验证了该机性能的稳定性和可靠性,为深入掌握筋土相互作用特性提供重要试验依据。     

土工合成材料在三峡三期下游围堰中的应用

土工合成材料是一种新型高分子复合防渗材料,近年来在水利工程中广泛采用.三峡三期下游围堰采用双排高压旋喷防渗墙上接土工合成材料心墙防渗.土工合成材料铺设施工按照施工部位和施工方法不同划分为3部分:即土工合成材料与高压旋喷墙底部连接、土工合成材料与左侧混凝土纵向围堰及其与右岸混凝土护坡连接、自身粘接与铺设施工.对土工膜的生产性试验,施工方法,质量控制要点及措施进行了介绍.确保了围堰安全度汛,保证了基坑开挖正常施工.三峡工程三期下游围堰防渗效果良好.     

土工合成材料在沿淮水利工程中的应用

土工合成材料问世后,整个岩土工程因之发生巨大变化,许多岩土工程领域中的新概念应运而生.土工合成材料是一种多功能材料,它以合成纤维、塑料、合成橡胶等聚合物以及玻璃纤维为原料制成,是继钢材、水泥、木材之后的一种新型材料,具有较高的拉伸强度、延伸性、整体性以及良好的水力特性.主要具有反滤、排水、防护、加筋、隔离、防渗六大基本功能.同时具有重量轻、易搬运、强度高、抗腐蚀、运输方便和价格低廉等优点. 近年来,该材料在沿淮地区水利工程中得到广泛应用,在2003年以来的历次流域大水中,充分发挥各项功能,工程效益显著.本文以沿淮水利工程为例,简述土工合成材料的效益及施工要点.     

土工合成材料在防汛抢险中反滤设计准则研究

我国现行设计规范规定的土工合成材料的反滤设计准则，是针对工程建设或除险加固的。但防汛抢险有其特殊性，来不及对土工合成材料进行准确选型，也不能严格地控制施工质量，采用该准则存在诸多问题。利用土工合成材料作反滤层时，有成功的经验，也有失败的教训，关键在于是否发生淤堵，经过室内，现场试验及在黄河防汛抢险中的应用实践的总结，提出了用于黄河防洪抢险的土工合成材料反滤应用准则，推荐了适应黄河下游抢险的土工合成材料性能指标。防汛抢险使用的土工合成材料与其他用途的材料有区别，应根据各类险情的特点事先选型储备。     

南水北调中线工程土工合成材料摩擦特性试验分析

南水北调中线工程渠道衬砌结构由混凝土板、复合土工膜、水泥砂浆、聚苯乙烯保温板等多种材料组成。渠道设计中为了计算渠道边坡的稳定性,通过室内摩擦试验、模拟现场试验测得了不同保温材料与基土、水泥砂浆(预制、现浇两种)、复合土工膜、混凝土之间等摩擦特性参数。对土工合成材料性能及其与基土、砂浆、混凝土之间的摩擦特性试验方法进行了简述,并对其摩擦特性试验成果进行汇总、分析。结果表明,通过室内摩擦试验测得的土工合成材料与各类基土和砂浆之间的摩擦特性指标可供渠道边坡设计参考使用。     

土工合成材料在工程应用中应注意的问题

介绍了常见土工合成材料的应用范围，重点指出了在各类应用中造成失败的原因。试验结果表明：土工合成材料具有较高的抗拉强度，但工程应用中，因为其具有较大延伸率和流变性，抗拉强度一般不能充分发挥；土工合成材料用作抗渗材料时，因其渗透系数非常小；极易将其当作不透水材料，但因其很薄，缺陷和搭接等原因，在较大水头差作用下渗流量不一定小；用作反滤材料时，要注意其化纤材料对黏土颗粒和水中气泡的吸附性，使土工合成材料     

土工合成材料检测技术中常见问题及其影响

随着科学技术的发展,一些合成材料已经逐渐出现在人们的视野当中,尤其是在水利工程的建设方面,土工合成材料已经开始广泛的使用。根据对水利工程行业的土工合成材料进行检查实践,分析了现阶段土工合成材料检查技术中存在的一些问题,以及这些问题对未来土工合材料在水利工程的检测技术影响,并且对现阶段的土工合成材料检测提供了合理化的意见,尽量保证水利工程行业在试验过程中的标准保持规范和统一,减少在技术检测过程中出现的误差。     

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.     

土工合成材料在渠道防渗工程中的应用与存在问题探讨

土工膜及其复合材料和土工合成材料粘土垫(GCL)等作为一种新型的理想防渗材料在水利工程中得到了广泛的应用.由于土工合成材料是一门新兴的学科,在渠道防渗工程的运用中还存在一些问题需待进一步研究和分析,但随着我国土工合成防渗材料的应用日益广泛.土工合成材料的研究也日益深入,土工合成防渗材料将会在更多的工程领域内,更大规模地予以使用.它的运用前景是广阔的.     

粉喷桩与土工合成材料加筋垫层联合处理明渠软土地基

粉喷桩与土工合成材料加筋垫层作为软土地基处理的有效方法已经过试验研究，初步应用，正式推广3个阶段，并已广泛应用于各类工程中，通过介绍实例，探讨了粉喷桩与土工合成材料对同一软基的设计和效果。     

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。     

钢珠和玻璃珠模拟粗粒土的三轴试验研究

采用钢珠和玻璃珠等颗粒材料模拟研究粗粒土力学性质具有较强可行性。对颗粒材料开展了常规三轴试验,探讨了围压、粒径、孔隙比等因素对粗粒土强度和变形特性的影响。研究表明:通过橡皮膜校正,颗粒材料的莫尔-库仑强度包线为过原点的直线;颗粒材料峰值强度随围压增大线性增加,轴向应变与围压存在二次函数关系;随颗粒粒径增加,峰值强度和内摩擦角均表现出增加趋势;分析稳态下的孔隙比与稳态强度的关系可得出相应的稳态内摩擦角。相关研究结论为进一步运用不同形状颗粒材料研究粗粒土奠定了基础。     

粘土的拉裂试验及声发射检测

综述击实粘土拉裂试验的各种方法。三轴拉伸试验和周期拉压试验，用于研究静力拉裂和周期加荷拉裂的破坏，在土石坝有限元分析中判别防渗体土料拉裂和震裂的发生与发展。对试样拉裂时进行声发射检测，可研究试样拉裂破坏的过程，随着围压增大，试样由拉裂破坏而逐渐变为剪切破坏     

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。     

喀斯特地区灌木根系力学特性及WU模型适用性研究

植物根系力学特性(抗拉、抗剪)是决定水土保持的关键因素。为研究喀斯特地区灌木根系的护坡力学效应,以多花木蓝和双荚决明根系为研究对象,通过室内单根拉拔和根土复合体直剪试验,探讨单根拉伸特性与根土复合体剪切特性的关系,并探讨WU模型的适用性。结果表明:随根径的增加,抗拉强度总体呈下降趋势,因树种的不同,趋势不尽一致;单根抗拉强度和根土间的摩擦共同影响根土复合体抗剪特性,前者影响最大,后者的影响相对有限,以细根和粗根搭配使用较优;WU模型在喀斯特地区经修正可适用,但不同的植物具有不同的修正系数。研究结果将为喀斯特地区生态恢复、边坡绿化树种筛选及配置奠定良好的基础。     

含石量对砂卵石土的颗粒破碎及强度与变形的影响研究

为探究含石量对不同围压下砂卵石土的颗粒破碎及抗剪强度与变形特性的影响,利用室内大型三轴试验仪开展了固结排水剪切试验。试验设计了0~100%之间5级含石量,在0.5 MPa、1.5 MPa、2.5 MPa三种不同围压条件下进行固结排水三轴剪切试验。基于试验结果,分析了含石量及围压对砂卵石土抗剪强度和剪胀、剪缩特性的影响,并分析了相应的颗粒破碎情况。试验结果表明,在相同含石量下,砂卵石土抗剪强度随着围压的升高不断增加,体变初期表现为明显剪缩,之后剪胀性随围压升高而降低,颗粒破碎率随围压升高而增加;在相同围压下,含石量在50%~75%时,颗粒破碎率最大,并出现最大抗剪强度,而围压越高,试样剪胀越不明显。     

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.     

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。     

土工布包裹对粗粒料三轴试验的影响研究

粗粒料三轴试验中,常使用在试样周围包裹土工布的方法防止橡皮膜被刺破。借助中型三轴仪,分别对粗粒料进行包裹土工布与未包裹土工布的常规三轴固结排水剪切试验,研究了土工布对试样强度和变形特性的影响。试验结果表明:对于相同的围压,包裹土工布试样的峰值强度(σ₁-σ₃)_f都比未包裹土工布的要大;低围压下,包裹土工布使试样强度提高很大,但随围压的增加,强度提高的幅值呈幂函数形式减小。对于线性强度指标,包裹土工布试样的黏聚力c是未包裹土工布试样的1.8倍,而内摩擦角φ则减小了1.8°。对于非线性强度指标,包裹土工布试样的φ₀是未包裹土工布试样的1.07倍,Δφ增加了5.5°。在相同围压下,包裹土工布试样的体积应变和侧向应变都比未包裹土工布试样的大;包裹土工布与未包裹土工布试样的体积应变差和侧向应变差受围压变化的影响较小。     

基质吸力对花岗岩残积土强度影响分析

花岗岩残积土分布相当广泛,是工程建设中经常遇到的土体之一。借助非饱和三轴仪进行花岗岩残积土抗剪强度试验分析,探究基质吸力对其强度参数影响。试验结果表明基质吸力和净围压的增大对花岗岩残积土强度有提升作用,花岗岩残积土黏聚力随基质吸力增大呈线性增长趋势,内摩擦角随基质吸力增大呈曲线增长趋势。基质吸力对土体弹性模量的影响也是正相关的,即弹性模量随基质吸力增大呈递增规律。根据试验结果,得出抗剪强度参数与基质吸力的关系式及不同基质吸力下土体的弹性模量表达式。