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。     

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。     

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。     

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。     

不同角度土工格栅加筋剪切特性的试验研究

研究土工合成材料与砂土之间的界面剪切特性的试验通常将土工合成材料水平放置在上下盒之间,但是在加筋体结构中,加筋土的潜在破坏面常常与加筋材料呈一定角度,因此探究加筋材料与剪切面成一定角度时的剪切界面特性有着十分重要的意义。为了探究土工格栅加筋角度对抗剪强度的影响,采用HM-5780大型直剪仪开展了一系列的土工格栅多角度加筋的直剪试验,对比了不加筋状态下的剪切特性,并结合了剪后土工格栅变形特点进行分析。试验表明,在60°加筋时,抗剪强度最大,筋材在剪切过程中主要呈受拉状态,120°和150°加筋时反而削弱了土体的抗剪强度,筋材主要呈受压状态。筋材布置角度越接近剪切过程中最大拉伸应变的方向,则其抗剪强度增加得越多。     

加筋砂土三轴试验研究

通过三轴压缩试验，探讨了两种不同土工合成材料加筋砂土的应力——应变关系，分析了影响加筋土应力——应变关系及抗剪强度的因素，并把两种加筋土的应力——应变曲线与素土进行了比较。发现砂土加筋后，可以提高土体的抗剪强度，其加筋效果随围压的增大而减小，加筋对土体内摩擦角影响不大，但可明显提高土体粘聚力。     

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。     

废旧轮胎条与格栅加筋土剪切性能对比研究

废旧轮胎在岩土工程中加筋的应用,与土工合成材料加筋原理比较相似。通过大型土工合成材料直剪仪,对废旧轮胎条与双向格栅、三向格栅加筋土剪切性能进行对比研究。试验结果表明:三种筋材的界面摩擦系数比均小于1,其中废旧轮胎条的界面摩擦系数比达到0.98,与素土界面摩擦系数最接近;三种筋材的加筋效果均较为显著,抗剪强度明显增大;不同加筋土内摩擦角与素土内摩擦角接近,但黏聚力显著提高,废旧轮胎条、双向格栅及三向格栅加筋土黏聚力增幅分别为24%、36%和60%;三种筋材加筋效果系数均随垂压增大而减小,相对于双向、三向格栅而言,废旧轮胎条加筋效果系数对垂压变化不太敏感。因此,在垂压变化较大的情况下,废旧轮胎条用作筋材优势较大。     

含水率对木纤维加筋土抗剪强度的影响

以红黏土为研究对象,木纤维为加筋材料,采用ZJ型应变控制式直剪仪对纤维加筋土进行不固结不排水快剪试验,研究含水率对木纤维加筋土抗剪强度的影响规律。结果表明:纤维加筋红黏土的抗剪强度都高于素土的抗剪强度,且5%木纤维含量复合土的抗剪强度最大;加筋土的抗剪强度和粘聚力随着含水率的增大逐渐减小的,与内摩擦角相比,纤维对粘聚力的影响更大,研究结果为岩土工程高倾角边坡治理提供了依据。     

棕榈加筋土抗剪强度的影响因素分析

为了较为全面研究不同影响因素对棕榈加筋黏土的抗剪强度的影响程度,选取长度为2和8 mm的棕榈片,并以不同质量加筋率(0.25%、0.50%、1.0%、2.0%)和长宽比(1∶1、1∶2、1∶3、1∶4)加入到黏土中,对棕榈加筋土进行直接慢剪试验。试验结果表明:棕榈可以提高上海黏土的抗剪强度和土体的黏聚力,对内摩擦角基本无影响;直剪慢剪试验中,两种尺寸下的筋材的最优加筋率均为0.50%,最佳筋材长宽比为1∶3;棕榈长度为8 mm的加筋土抗剪强度峰值和黏聚力均优于2 mm的加筋土;指出了棕榈加筋土在研究领域的不足并提出目前在实际工程上面临的难题。     

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。     

土工格栅与饱和细砂的界面特性试验研究

筋土界面特性是加筋土结构设计的重要技术指标,是揭示土工合成材料加筋机理的关键。采用GDS界面剪切仪研究了剪切速率、竖向应力及网孔尺寸对土工格栅与饱和细砂界面特性的影响。试验结果表明:剪切速率较小(≤1.0 mm/min)时,剪切速率对界面抗剪强度影响不大;剪切速率在1.0~10 mm/min范围内,随着剪切速率的增大,界面抗剪强度先增大后减小;界面抗剪强度随着竖向应力的增加而增大,竖向应力增强了土工格栅对土颗粒的嵌锁作用,限制了土颗粒的剪切移动,从而提高了土体的抗剪强度;剪切速率为1.0 mm/min,竖向应力较小(50~100 kPa)时,小网孔尺寸土工格栅加筋效果更明显;剪切速率为0.1 mm/min,竖向应力较大(200~300 kPa)时,大网孔尺寸土工格栅加筋效果更明显。研究结果对土工格栅在加筋土中的应用具有参考价值。     

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。     

加筋土结构内部稳定分析计算的新思路

针对加筋土挡墙工程设计方法中存在的问题,从有限元计算分析的思路出发,研究分析了加筋土结构内部抗剪强度分布特征,提出了用强度代换的方法通过有限元手段分析加筋土结构内部应力和应变的一种新思路,称之为等效强度方法。认为由加筋材料和被加筋土体构成的结构为复合材料结构,并从复合材料的观点对其中土体和筋材的应力与应变关系进行了分析,阐述了应用等效强度法分析加筋土挡墙内部稳定性的新方法。     

南水北调中线南阳段加筋膨胀土三轴试验研究

以南水北调中线工程南阳段膨胀土为研究对象,选取高密度聚乙烯土工格栅为加筋材料,对不同围压下未加筋及不同加筋层数的膨胀土进行了三轴排水剪切试验。结果表明:无论素膨胀土还是加筋的膨胀土,其应力—应变曲线均呈应变硬化特征,整体形态符合双曲线关系;随着围压的增大,初始屈服应力、应变及破坏时的主应力差随之增大,但是加筋土破坏时的主应力差提高的幅度减小;加筋使膨胀土的峰值应力、内摩擦角和黏聚力都有较为明显的提高;加筋效果系数评价表明,加筋比不加筋效果要好,其中低围压下的加筋效果较明显,随着围压的增大,加筋效果越来越不明显;加筋后土体的固结排水量增大,其原因是土工格栅在一定程度上具有排水通道作用。     

芦苇加筋土工程特性室内试验研究

利用常规三轴仪对素土和芦苇加筋土进行了试验研究。分析了加筋量对土的强度的影响,并对素土和加筋土强度特性进行了比较研究。结果表明:芦苇加筋土的总应力强度指标和有效应力强度指标都明显高于素土强度指标;只有在合适的加筋量时芦苇加筋土才达到最大抗剪强度。     

秸秆纤维加筋黄土三轴剪切特性试验

为了探明秸秆纤维加筋黄土的剪切力学特性,开展三轴剪切试验和电镜扫描试验,研究纤维掺量、纤维长度和土体含水率对秸秆纤维加筋黄土应力-应变特性和抗剪强度的影响,并分析加筋机理。结果表明：加入秸秆纤维主要通过增加土体黏聚力以有效提升黄土的抗剪强度,但不会改变黄土偏应力-应变曲线的类型及特征,仍表现为应变硬化型;秸秆纤维的最佳掺量和长度分别为0.3%和10 mm,当纤维掺量和长度超过最佳值时,土体中存在过多的软弱结构面会削弱加筋土体的整体性,筋土间黏结和摩擦作用降低,土体抗剪强度减小;加筋黄土的最佳含水率为素黄土的最优含水率,含水率超过最佳值后,筋土表面结合水膜增厚,筋土间润滑作用增强、摩擦力减弱,土体抗剪强度降低。     

基于间接加筋作用的加筋土强度降低原因分析

为了进一步探索加筋土强度降低的原因，从间接加筋角度出发，通过考虑加筋的负面作用，得到了加筋作用影响范围内土体强度参数的劣化机理，由此推导出了拉断破坏和黏着破坏情形下的加筋土强度表达式，并对这两种强度表达式作了讨论分析。研究结果表明：(1)当加筋作用不足以弥补黏聚力与摩阻力的减少时，加筋土的强度会低于不加筋土的强度。(2)加筋土强度的降低程度与土-筋界面的渗透性、加筋材料在土中形成的夹层、加筋间距等有关。(3)在加筋土工程的设计中，应优化筋土比例，合理化加筋间距，改善土筋界面的透水性，使间接加筋作用发挥到最大，从而可以进一步提高加筋土的强度。     

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。