土工格栅加筋土三轴试验研究

通过三轴试验方法研究土工格栅加筋土的强度及变形破坏特性,探论了在不同加筋情况下,土工格栅加筋土强度影响因素及其变化规律,分析了素土和土工格栅加筋土的变形破坏形式及筋材在土体抗剪破坏过程中的变形机理.试验结果表明:(1)加筋后土体的强度和抵抗变形的能力明显增强.(2)在加筋层数一定的情况下,随着围压的增加加筋土强度明显增强,加筋效果显著增加.(3)在围压一定的情况下,随着加筋层数的增加加筋土强度增强,加筋效果显著增加.(4)对于强度加筋效果系数和规格化强度分析发现,在中围压下,加筋土加筋效果最合理最有效.(5)土工格栅加筋土应力应变关系采用固结围压作为归一化因子进行处理可得到一个统一的数学表达,即归一化公式,具有很好的归一化特性.本研究结果对于深入研究土工格栅加筋土加固机理和加筋土工程具有指导意义.     

土工格栅加筋黏性土动力性能的试验研究

对土工格栅加筋黏性土进行不固结不排水的动态三轴振动试验。试验结果表明,在黏性土中布置格栅筋材,在一定程度上能提高加筋土体的动抗剪强度;加筋层数越多,加筋土动强度越大;土工格栅加筋黏性土的加筋效果在高围压下能够更好地发挥。加筋土动强度指标提高体现在动黏聚力的增大上,而对动摩擦角几乎没有影响,循环荷载振动次数对动强度指标影...     

经编和玻纤格栅加筋粘性土的三轴试验研究

对经编格栅和玻纤格栅加筋粘性土进行不固结不排水的三轴压缩试验。试验结果表明,在粘性土体上布置格栅筋材,都能提高土体强度,但不同的筋材,其加筋效果是不一样的,经编格栅加筋土的加筋效果要优于玻纤格栅加筋土。加筋层数越多,加筋效果越好;随着加筋土应力增加,加筋土抵抗变形的作用才能得到更充分发挥,土体加筋效果更明显。不同筋材的加筋土,其粘聚力与内摩擦角的变化规律不一致;玻纤格栅和经编格栅加筋粘性土的加筋效果与砂土不同,不仅表现在粘聚力的增加上,还表现在内摩擦角的增加上。加强筋条结点连接的牢固性,能够提高加筋效果。     

土工带加筋碎石土大型三轴试验研究

为真实反映土工带加筋碎石土的受力特性,本文采用实际工程中使用的TG玻塑土工带进行了4组不同围压、不同 加筋层数的土工带加筋碎石土大型三轴试验。分析了加筋带对碎石土应力-应变关系及强度的影响,并引入应力比、强度 加筋系数、破坏变形加筋系数、轴向变形加筋系数和侧向变形加筋系数来评价加筋效果。试验结果表明:碎石土经土工带 加筋后其破坏强度和破坏应变均得到提高,在大变形下土工带加筋碎石土仍能继续承担荷载。加筋土和未加筋土的强度 曲线基本平行,土工带加筋碎石土的强度服从"准粘聚力"原理。加筋效果不仅与加筋参数有关,而且与围压有关,加筋带 的作用发挥随围压增大而减小。     

加筋风积砂地基承载力试验研究及计算分析

针对沙漠地区风积砂土特殊的物理力学性质，以土工格栅为加筋材料对风积砂土进行加固。通过室内模型试验，对未加筋的风积砂土和15种布筋方式下的加筋风积砂地基承载力进行了试验研究。测定了各种布筋方式下加筋风积砂土的极限破坏荷载，分析了加筋土的变形以及应力扩散情况。根据试验结果，总结了不同布筋方式及不同埋深条件下，加筋风积砂地基承载力的变化规律，并推荐片式双层格栅为施工中有效的布筋方式，此布筋方式下的加筋风积砂地基承载力较风积砂地基承载力增加1．2倍。提出了加筋风积砂土的强度机理和破坏模式，建立了无埋深条件下片式单层格栅加筋风积砂地基承载力的计算公式。经试验验证，所得结果具有实用价值。     

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。     

土工格栅纵横肋的加筋土力学特性仿真研究

为了研究土工格栅纵横肋布筋形式对加筋土力学特性的影响,采用非线性有限元软件ABAQUS建立模型,对不同工况下加筋土体的应力、位移以及土工格栅的拉应力进行仿真分析。研究结果表明:纵肋对加筋土力学性能的影响起主导作用,横肋起辅助作用。在逐级上覆荷载的作用下,完整格栅的加筋土结构稳定性较好;减少横肋时,加筋土结构力学特性变化不明显;减少纵肋时,加筋土体应力、位移增大,土工格栅拉应力增大,加筋土结构朝着整体破坏的方向发展,布筋时应避免这种情况。     

交通荷载作用下加筋粘性土强度的影响因素试验研究

进行循环荷载作用下的土工格栅加筋粘性土的动强度影响因素的动力三轴试验研究,结果表明围压、动应力幅值、加筋层数对加筋土的动强度都有明显的影响.动应力幅值及加筋层数影响的实质是能量耗散不同,而围压是从加筋土本身结构方面影响加筋土的动态强度.     

不同土工合成材料下新型加筋土界面特性

土工合成材料对加筋土结构的界面直剪特性具有重要的影响。通过一系列大型直剪试验对不同筋材下的Sandwich型加筋土筋土界面的直剪特性进行研究,研究不同竖向应力下不同种类加筋材料对Sandwich型加筋土界面直剪特性的影响。试验结果表明:土工格栅的加筋效果最佳,两种格栅的加筋界面抗剪强度明显高于土工织物;随着竖向应力的增加,筋土界面抗剪强度提高。结合理论分析,对不同的土工格栅进行直剪试验,得出土工格栅横、纵肋对界面剪切强度的提高值分别为15.3%和4.1%。     

基于FLAC3D的加筋路堤地震响应分析

文中采用有限元差分软件FLAC3D从加筋路堤的水平向峰值速度、水平峰值土压力两个角度,研究双向土工格栅和三向土工格栅在不同地震烈度作用下的动力性能。结果发现:地震烈度为7度时,双向格栅加筋土路堤的水平向峰值速度随着监测点高程的增加而增大,水平向峰值土压力随着监测点高程的增加而减小;同一高程处,三向土工格栅加筋路堤的水平向峰值速度和土压力比双向格栅加筋土路堤小很多。当地震烈度增大到8度时,三向格栅加筋路堤比双向格栅加筋路堤的上述现象更加明显,动力性能优于二向土工格栅。     

土工布加筋土的三轴蠕变试验研究

 基于自行研发的大尺寸三轴蠕变试验仪,开展不同围压、加筋层数的素土和加筋土的三轴蠕变试验,得到不同偏应力、不同加筋层数下土体的蠕变特性和加筋对土体加固的机制,提出一种可以描述加筋土“应力–应变–时间”关系的PH经验模型,得到所获取的模型参数与加筋层数和偏应力的关系;并基于Burgers元件模型,建议一种加固效果系数来评价加筋前后对土体刚度的影响程度,结果表明：随着加筋层数的增加,其加筋效果呈线性增加,与高填方工程中以增加压实度的方法来减小工后变形相比,在填料中增加筋材具有更佳效果。     

刚性条带式带齿加筋土的极限拉拔力模型

"立体加筋"体系的核心就是在传统水平筋条的基础上布置不同形状的竖向筋条或三维形式的空间加筋。作为一种典型的立体加筋方式,刚性筋材的条带式带齿加筋土经三轴压缩试验、拉拔试验以及挡墙和地基模型试验证明,可以显著地提高加筋土体的强度和地基极限承载力,增强土筋的综合摩擦特性,限制土体变形。采用染色砂法,对带齿筋材的平面应变拉拔试验过程进行了观察。通过分析齿筋前方染色砂土标记线的运动情况和水平标记线的变化情况,发现在拉拔过程中,齿筋前方土体会首先被挤密加强,成一个刚性的楔体,然后周围其他土体会产生绕刚性楔体与齿筋的流动。根据齿筋的宽高比,假定了刚性楔体的形状,从而确定了绕流阻力的分布情况。借鉴沈珠江院士对于抗滑桩阻力的分析方法,推导了刚性条带式带齿加筋土的拉拔阻力模型。在应变控制式拉拔试验机上,进行了法向应力分别为25,50和75kPa的条带式带齿加筋土的拉拔试验,将试验结果与模型计算值进行比较,二者比较接近。     

重塑非饱和黄土的变形、强度、屈服和水量变化特性

共做了３种应力路径的三轴试验,即：控制吸力的各向同性压缩试验、控制净平均应力的三轴收缩试验和同时控制吸力与净室压力的三轴排水剪切试验。研究结果表明：应力路径对土的变形和水量变化有较大影响;土－水特征曲线依赖于净平均应力;与净法向应力相关的摩擦角在各种吸力下近似等于饱和土的有效摩擦角;剪切强度与吸力的关系是非线性的;三轴剪切条件下的水量变化指标接近常数;屈服净平均应力和屈服偏应力随吸力增大;在净平均应力不变的条件下屈服吸力是一常数但不一定等于土样在历史上曾受过的最大吸力。根据试验资料,提出了一个新的吸力增加屈服条件,并建议了一个确定三轴剪切条件下的屈服应力的新方法。     

考虑土体卸荷力学特性的基坑变形分析

基坑开挖过程中侧壁土体和坑底土体受到一定程度的卸载扰动,强度及模量均有一定程度的降低,采用常规三轴试验所确定的土体参数进行基坑变形计算将会产生一定误差。为了寻找在土体开挖卸荷作用下更适合于基坑变形计算的土体参数,对郑州某深基坑工程坑壁主要土层进行了常规三轴试验、轴向应力减小及侧向应力减小的UU-1卸载试验、轴向应力不变及侧向应力减小的IU-1.5卸载试验、轴向应力增大及侧向应力减小的LU-2卸载试验4种不同应力路径试验,得到适用于基坑变形计算的土体参数。通过数值模拟结果与现场监测数据的对比分析,发现不同应力路径对基坑侧壁土体水平位移和土体沉降影响很大,考虑轴向卸荷参数的数值模拟得到的曲线和实际监测得到的曲线比较接近,说明采用轴向卸荷实验参数对工程施工设计更具有参考价值。     

结构性吹填软土侧向变形真三轴试验研究

为了研究吹填软土在侧向变形条件下的力学与结构特性,利用真三轴试验机以及WF应力路径试验仪进行了不排水条件下的侧向卸荷试验,并与常规三轴试验结果进行了对比分析。试验结果表明:与常规三轴剪切试验应力应变关系曲线表现的硬化特性不同,真三轴卸荷试验表现出应变软化现象。随着初始围压的增大,土体由剪缩向剪胀变化。由于中主应力的影响,真三轴卸荷状态下土体的结构屈服应力值明显大于WF卸荷状态以及常规三轴试验下的数值,其随着中主应力系数bd的增大而成非线性增长。真三轴侧向卸荷条件下土体抗剪强度指标大于WF卸荷条件,与常规三轴试验结果也明显不同,其内摩擦角增大,粘聚力减小。     

不同卸荷路径下软土变形特性试验研究

本文通过不同的试验方式对软土进行了不同卸荷路径下的变形特性试验研究。一维压缩回弹试验成果表明,软土的回弹变形随着预压荷载的增大而增大,但与卸荷过程中的卸荷比无关;土样再加荷时的压缩模量小于回弹模量而大于初始压缩模量;得到回弹孔隙比、回弹模量的计算公式,从而计算基坑开挖引起的回弹变形量。三轴卸荷蠕变试验成果表明不同的卸荷路径得到不同性质的蠕变变形;卸荷变形模量随应力路径、时间、荷载的变化而变化。     

玻璃砂透明土变形特性三轴试验研究

玻璃砂透明土是一种由玻璃砂、正十二烷和15号白油按质量比1∶4的混合液体制备而成的新型人工合成透明土;该材料具有透明度高,与天然土体相似度更好等优点,可以用于基于透明土材料的可视化模型试验。为了研究其变形特性,对不同级配的玻璃砂透明土,进行三轴固结不排水剪切试验和三轴固结排水剪切试验,并与同等条件下的福建标准砂试验结果进行对比分析;测得固结不排水剪应力-应变曲线、以及孔压应变曲线形态等工程特性。试验结果表明,随着相对密度的增加,玻璃砂的应力-应变关系从应变硬化型向应变软化型过渡,破坏时的孔压系数A_f降低,变形模量变大;与标准砂相比,玻璃砂透明土的应力-应变曲线峰值来的相对更慢一些。     

粉土液化特性的试验研究

利用TYD-20动三轴实验机对杭州湾附近的近海粉土，模拟不同的波浪荷载作用下相同固结比的不排水动三轴的动强度和液化试验，对所得的试验结果进行比较，研究频率改变对液化特性的影响，从而总结不同的振动频率和不同的振幅对粉土液化强度的影响程度，为判断粉土液化的可能性和附加变形提供科学有效的分析方法。     

双层立体加筋砂土的强度特性

在提出立体加筋方式的基础上,对水平–竖向复合加筋和竖向加筋两种加筋形式的立体加筋砂土进行大量的三轴试验。结果表明,相对于无筋土及传统的水平加筋砂土而言,立体加筋砂土强度有大幅度提高。对比分析竖向加筋率与立体加筋砂土强度之间的关系,比较不同围压下的强度变化。在试验基础上,分析立体加筋砂土的工作机制,并利用极限平衡理论建立双层立体加筋土的强度模型,最后将竖向加筋砂土的部分试验结果与理论值进行对比,结果表明二者基本吻合。