土工合成材料加筋土抗剪作用的试验研究

本文通过4种用合成材料加筋的土体直剪试验,研究了加筋层数、筋材拉伸模量、土体压实度以及竖向压力等对加筋土体抗剪强度和应力-应变特性的影响。试验结果表明：加筋改变了土体的应力-应变特性,峰值抗剪强度增高,峰值后的残余强度较峰值强度的降低幅度减小,且达到峰值强度的剪切位移增大,土体延性提高。筋材拉伸模量过低时,加筋对土体的强度和应力-应变特性影响不大,加筋体的性质与素土接近。随加筋层数和筋材拉伸模量的增大,加筋体强度提高;竖向压力较低时,加筋体残余强度较其峰值强度提高幅度更明显,而竖向压力较高时,加筋体残余强度和峰值强度的提高幅度都相对较小;低压实度的加筋土体,峰值强度提高幅度相对较大,而高压实度的加筋土体,残余强度提高的幅度则较大。     

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。     

小玻格栅加筋黏土试验研究

通过对小玻格栅加筋土体的三轴试验研究及剪切后试样的CT扫描,分析了不同加筋层数对试样应力应变关系、抗剪强度和侧向变形束缚作用的影响。结果表明:加筋作用随着轴向应变的增大而增大;同一种加筋材料,加筋层数越多,加筋效果越明显;适当的加筋层数可以很好地约束加筋土侧向变形,但加筋层数超过一定范围后,加筋层数越多对侧向变形的约束并一定越强。     

加筋堆石料的动力残余变形特性

基于堆石料动力大三轴试验结果,分析研究了加筋前后堆石料残余变形的变化规律。结果表明:随着振次的增加,加筋作用开始体现,加筋前后堆石料残余变形差值越来越大;堆石料残余变形随围压和动应力比的增大而增大;加筋3层的加固效果要好于加筋1层,但随着加筋层数的增加,堆石料残余变形减小幅度将逐渐降低;筋材网孔大小对加筋堆石料残余变形的影响较小。此外,构造了指数型经验式,较好地模拟了加筋堆石料残余剪切应变与振次的关系。     

加筋土应力应变和强度特性的试验研究

用编织布和砂性土复合成的加筋土，在三轴剪切仪上，分别对不同强度，层数筋材的加筋土试样进行试验。探讨加筋土应力，应变和抗剪强度特性。通过对试验成果分析得出：加筋材料约束土体的横向变形；加筋土的抗剪强度和纯土比明显增大，其原因是使加筋生产凝聚力；加筋土抗强度值与筋材抗拉强度和层数有关，随筋材强度，层数增加而增大；筋材在较大应变时才能表现出来，在较小应变时向乎没有作用。     

加筋土复合体应力应变特性及加筋机理

为探索填料特性与加筋层数对加筋复合体应力应变及破坏机理的影响,进行了6组不同加筋层数与密度下的加筋复合体三轴试验,得到了相应的应力应变关系与力学性质指标。研究结果表明加筋复合体应力应变特性与填料密度以及加筋层数有密切关系,加筋复合体的破坏符合准黏聚力准则,多层加筋复合体三轴破坏形态呈“葫芦串”状。     

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。     

云南红土加筋效应研究

针对云南加筋红土的三轴试验结果,研究排水条件、筋材种类、加筋层数等因素对云南红土加筋效果的影响。加筋效果采用加筋效果系数、归一化加筋效果系数和加权加筋效果系数来衡量。结果表明:红土的加筋效果系数随围压的变化规律不显著,但归一化加筋效果系数的绝对值随围压的增大逐渐减小并趋向于零,强度和变形加权加筋效果系数随加筋层数的增加而增大,孔压加权加筋效果系数随加筋层数的增加而减小;红土在完全排水条件下加筋,强度加筋效果系数大于1,并随加筋层数的增加而增大;在固结不排水条件下加筋,强度和变形加筋效果系数都随加筋层数的增加逐渐增大,孔压加筋效果系数则随之逐渐减小;在完全不排水条件下加筋,强度和变形加筋效果系数都小于或等于1。认为红土的加筋机理可以从筋材在土体中所具有的隔离效应、阻力效应、拱效应、压密效应、孔压效应等几个方面的综合作用来解释。     

加筋胶结砂砾石力学特性试验研究

通过应变控制式三轴试验,对比研究了在不同围压作用下,胶结砂砾石中加入不同纤维含量时的力学性能。试验结果表明:加筋胶结砂砾石在力学性能方面表现为一种典型的应变软化材料。与无加筋胶结砂砾石相比,加筋胶结砂砾石的初始模量和峰值强度变化很小,但峰值强度出现延后现象,残余强度得到明显提高,脆性指数下降,粘聚力、内摩擦角等力学性能参数明显提高。工程应用方面,加筋胶结砂砾石作为一种新型材料具有广泛的工程应用前景。     

加筋土不同布筋方式的三轴试验研究

以打包带、有纺织物为加筋材料,采用三轴固结排水剪切试验,研究了不同布筋方式下加筋土的应力-应变关系,以及加筋效果系数随加筋层数和围压力变化的一些规律,确定了各加筋层数下复合土体的强度参数C、Ф值。     

土工格栅加筋土三轴试验研究

通过时玻璃纤维土工格栅加筋土体的三轴试验研究,分析不同加筋层数、不同围压对试样应力应变关系曲线、抗剪强度的影响.试验结果表明:加筋作用效果随着轴向应变的增大而增强;同一种加筋材料,加筋层数越多.加筋效果越明显;加筋使得试样具有一定的延性,并能显示出很强的后期效应;在低围压的情况下.采用加筋的方法来提高土的强度更为合理、...     

土工织物加筋土三轴试验研究

在常规剪切仪上进行了砂土及加筋砂土的三轴排水试验,确定了Dunean—Zhang非线性模型计算参数,探讨了加筋砂土：的强度特性及作用机理。试验结果表明：加筋土应力-应变具有非线性关系;加筋土抗剪强度指标随加筋层数的增大而增大;土工织物在小应变时所起的作用较小,大应变时作用明显。     

基于层合板理论的多层加筋碎石垫层承载特性分析

为研究多层加筋垫层自身极限承载特性,考虑多层土工格栅的加筋作用,假设加筋垫层为层合板,并根据静力平衡条件和应变连续条件,分析得出加筋垫层的极限承载能力计算方法,通过室内试验对理论推导公式进行结果验证.研究结果表明:理论计算与试验结果吻合较好;随着格栅层数、垫层厚度、碎石抗剪强度的增加,多层加筋垫层自身极限承载能力增强;...     

棕榈纤维加筋对上海软粘土强度特性的影响

通过直剪慢剪实验,改变筋材棕榈的加筋率及尺寸,研究棕榈作为加筋材料对上海粘土强度特性的影响。试验表明:1同素土相比,加筋土的抗剪强度和粘聚力明显提高,但内摩擦角的变化较小。2棕榈尺寸为4 mm×12 mm的抗剪强度高于4 mm×4 mm、4 mm×8 mm和4 mm×16 mm的抗剪强度,且加筋土的最优加筋率为0.5%。3垂直压力较小时,应力应变曲线呈应变软化型,随着垂直压力的增加,应力应变曲线呈应变硬化型。4同素土相比,加筋土残余强度降低,使得土体的抗变形能力提高。因此,棕榈不失为一种加固上海粘土强度的优良筋材。     

加筋碎石土的抗剪强度特性研究

通过对比分析碎石土加筋前后高压大三轴饱和固结排水试验结果 ,研究碎石土加筋的抗剪强度特性。结果表明 :加筋碎石土复合体的应力 -应变 -体变关系仍然表现出不加筋碎石土的基本特性 ,加筋后的应力 -应变 -体变曲线比不加筋前显著提高 ,其本构关系可用邓肯 -张双曲线模型来描述。不论加筋与否 ,碎石土的加卸荷循环曲线基本都呈相互平行的直线。加筋增强了碎石土抵抗变形和破坏的能力 ,碎石土加筋的效果可以显著提高凝聚力 ,但对其内摩擦角影响很小。颗粒越粗硬 ,对提高强度、减小变形越有利。     

加筋粉土的抗剪强度特性探讨

采用黄河堤防轻粉质壤土，通过三轴固结不排水剪切试验探讨了土工织物铺设层数及方式不同的加筋土体的抗剪强度特性。结果表明，当筋层较少时，加筋土体的部度不但不提高，反而可能下降，但有效强度指标增长显著；土工的的加筋作用随着轴向应变的增加而得到充分发挥，在实际工程中宜将土工织物铺设在大应变区。     

锦屏大理岩力学特性试验及其数值模拟

采用锦屏大理岩进行三轴压缩过程中力学特性室内试验,并从岩石细观力学角度对其力学特性成因进行探讨。在此基础上通过引入两个参数,进一步建立了能够反映大理岩全应力-应变过程中强度变形特性的黏聚力弱化-摩擦角强化(CWFS)改进模型,并采用试验结果对该模型进行验证。研究结果表明:(1)随着围压的增大,锦屏大理岩表现出明显的脆-延-塑性转换的峰后力学特性,峰值强度与残余强度之间的差值呈单调减小的趋势,应力-应变曲线中由峰值强度向残余强度跌落段曲线的斜率逐渐变缓;(2)高围压条件下岩石裂隙之间的摩擦力、岩石内部材料的均匀化程度是导致大理岩表现出脆-延-塑性转换的峰后力学特性的主要原因;(3)黏聚力弱化-摩擦角强化改进模型能较好地描述大理岩全应力-应变过程的强度、变形特征,且模型参数物理意义明确,易于获得。     

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。     

加筋昔格达土三轴试验研究

目前国内外学者研究较多的是砂性土加筋后的工程性质。在四川攀枝花、西昌至云南北部地区广泛分布的昔格达土，属粉粘粒含量较高的砂性土．工程性质特殊．而对加筋昔格达土工程性质的研究却少有报道。介绍了以PP带为加筋材料，采用三轴固结排水剪切试验研究加筋昔格达土的应力应变关系．以及其加筋效益系数IR随加筋层数和围压力变化的一些规律，确定各加筋层数下复合土体的强度参数c、φ值。试验结果明，加筋效益系数IR随加筋层数增加而增大，随围压力的增加而减小，c、φ值随加筋层数的增加而升高。     

考虑剪胀性和应变软化的粉细砂双屈服面本构模型

针对上海粉细砂不存在唯一临界状态线的特点,对传统的砂土本构模型进行了改进,提出了一个能合理描述粉细砂剪胀性和应变软化特性的弹塑性本构模型.该模型采用双屈服面形式,可同时反映剪切变形及压缩变形机理.模型对传统修正剑桥模型中的剪胀性公式进行了改进,考虑了反映塑性体积应变由正转为负时对应的特征状态应力比与初始有效围压的相关性.为了描述应变软化特性,提出了一个利用残余状态应力比和峰值应力比的应变软化公式,可较为合理地反映粉细砂的应变软化特性.通过对上海粉细砂的多组试验结果模拟,验证了本文模型的合理性和有效性.