土工膜/GCL界面剪切强度特性的试验研究

土工复合膨润土垫(GCL)是一种新型复合材料,其良好的防渗隔气功能以及抗张拉的能力使其与HDPE土工膜(GM)的联合使用在填埋场具有广泛的应用前景,但GM/GCL界面较低的剪切强度易导致填埋场衬垫系统等失稳。利用大尺寸界面直剪仪进行三种不同土工膜与GCL界面的剪切试验,重点研究GCL不同加载水化顺序对膨润土挤出及界面强度的影响。试验结果表明:干燥状态下,粗糙土工膜/GCL界面的峰值强度较大于光滑土工膜/GCL界面的峰值强度,但粗糙土工膜/GCL界面表现出强烈的应变软化特性,其残余强度接近于光滑土工膜/GCL界面的强度;不同加载水化顺序是影响膨润土挤出的重要因素,并严重影响界面剪切强度;膨润土挤出造成粗糙土工膜/GCL界面的峰值摩擦角降低3.5°,大位移摩擦角降低7.6°,接近光滑土工膜/GCL界面的摩擦角。     

土工膜焊缝剪切强度与充气时间和充气压强的关系

土工膜焊缝剪切强度是整个防渗结构可靠性保障的关键因素之一。为了得到充气时间和充气压强对土工膜焊缝质量的影响,本文选择七种不同厚度的HDPE土工膜在不同充气时间和充气压强条件下进行焊缝剪切强度试验。试验结果表明:相同充气时间和充气压强条件下,土工膜焊缝剪切强度随着土工膜厚度的增加而增大,且曲线变化几乎一致;无论充气压力多少,充气时间长短,相同土工膜厚度试验条件下,不同厚度的HDPE土工膜在焊缝剪切强度方面表现出良好的稳定性,所有试验组的焊缝剪切强度值大小及其变化相近,剪切强度变化系数最大为6.72%,最小为0.81%,充气压力和充气时间对土工膜焊缝剪切强度影响很微小;土工膜焊缝剪切破坏主要发生在焊缝区域与土工膜母材的连接处薄弱部位,应当引起重视。     

关于十字板剪切强度与含水率的相关性研究

以天津市滨海新区软土及饱和土为研究对象,通过十字板剪切试验和室内土工试验,研究了十字板剪切强度与含水率之间的关系,结果表明,总体上土体含水率与十字板剪切强度之间呈指数关系。     

带植筋新旧混凝土粘结界面剪切强度试验研究

新旧混凝土粘结界面的剪切强度是衡量界面粘结性能的最重要指标。基于Z形粘结试件直剪试验,研究植筋情况下新旧混凝土粘结界面的剪切强度。采用统计方法,分析植筋直径、植筋深度及植筋率对粘结界面剪切强度的影响,结果表明:为保证新旧混凝土界面的粘结性能,植筋深度需不小于10倍的植筋直径,且界面剪切强度随植筋率的增大而增大。利用试验结果,对已有新旧混凝土粘结界面剪切强度的主要计算公式进行了对比分析,分析结果表明:吻合度较高的计算公式,可供实际加固工程参考。     

饱和砂土的剪切波速与抗液化强度相关性研究

依据扭剪振动原理,开发出剪切波速与振动三轴联合试验装置。进而针对取自20 多个工程场地、埋深在20 m 以内的12种大量原状砂土,分析了同一类土、在同一固结压力作用下,原状与重塑土样抗液化强度与其初始剪切波速之间的相关性。结果表明,当判别液化的应变标准不超过6%时,土的抗液化强度与其初始剪切波速之间存在良好的对应关系。当应变破坏标准超过6%,土的初始剪切波速与抗液化强度之间不具备唯一对应关系。     

海洋土与钢桩界面剪切强度的大型直剪试验研究

海洋工程中现行的桩-土界面剪切强度设计方法一般有两种:(1)根据工程经验与规范进行判断;(2)根据土层地质勘查报告中的土体强度参数进行判断。对于海洋桩基而言,合理地确定土-结构物界面的剪切强度尤为重要。界面剪切强度将直接影响桩基承载力的大小,过高或过低地估算桩基承载力都可能会造成严重工程事故发生。为了研究沉桩过程中桩-土界面特性,通过自制大型直剪仪对不同粒径的土样进行了直剪试验分析,提出"抗剪糙度"概念,研究了砂土的内摩擦角、相对密度和抗剪糙度三者之间的关系和黏土的抗剪糙度与不排水强度间的关系。研究表明,土与钢板界面的抗剪糙度并非常数,砂土抗剪糙度的变化规律性较强,而软黏土的抗剪糙度受固结程度、扰动程度、土体强度等因素影响而呈现较大变化。最后,对"抗剪糙度"在实际工程中的运用提出了一定的建议。     

断裂岩石双翼表面细观接触特征与剪切强度关系

 断裂岩石抗剪强度对自然岩体稳定性预测至关重要,为从细观层面探究断裂岩体双翼粗糙面接触与抗剪强度关系,采用蠕剪实验的方法对压剪和间接拉伸两类断裂岩石的力学行为进行研究。通过对断裂岩石双翼粗糙面的激光扫描图像处理和几何重构,用“切层–小岛法”对双翼啮合时断裂岩石两翼粗糙面的接触状态和接触面积进行了分析。结果表明：压剪形成的断裂岩石在蠕剪过程中双翼粗糙面呈不规则“海岸线式”接触;拉断裂岩石双翼表面呈离散“群岛式”接触。拉破裂岩石双翼接触面积明显大于压剪破裂岩石接触面积。尽管岩石断裂生成机制乃至施加的法向荷载不同,断裂岩石的蠕剪强度与接触面积成正比关系,喻示断裂岩石的双翼表面接触面积是考量断裂岩石表面粗糙性对抗剪强度影响的重要指标。此研究对建立岩石节理的接触力学本构模型和构建抗剪强度准则有所借鉴。     

台阶开挖基岩-填方体界面剪切强度及变形特征研究

以西南山区基础建设过程中高填方边坡工程为背景,为了研究含石率对基岩-填方体界面剪切特性与变形的影响,通过室内大型直剪试验,分别对两种含石率不同的试样进行直剪试验,分别研究填方体材料为纯土和在75%含石率的土石混合料条件下,结构面粗糙度、法向应力以及颗粒材料的微观力学特性对接触面剪切特性的影响。研究结果表明:含石率对填方体与基岩接触面的力学特性有显著影响,接触面剪切强度随含石率的增大明显提高;在相同条件下,含石率越小剪切过程的连续性越好;当含石率偏大且法向应力较高时,会对接触面前期的剪切强度形成不利影响。该研究成果可为填方体边坡设计、施工和工程的长期稳定性分析提供依据。     

海积软黏土的强度特性与桩土界面剪切速率效应

针对中等结构性的海积软黏土,开展了剪切速率影响下原状土的三轴CU试验与软黏土–钢管桩环剪试验,分析了其抗剪强度与桩土界面特性的演化规律,并对桩周土剪切后再固结的界面性状进行了模拟试验。结果表明,该土样的抗剪强度与内摩擦角均随剪切速率的增大而单调增大,而黏聚力则相反;发现在不排水条件下,桩土接触界面的峰值强度与摩擦角随着剪切速率的增大也随之增大,应变软化现象更加明显,但相应的残余强度与摩擦角变化甚微;桩周软黏土历经剪切大变形重新固结后,桩土界面的强度性状呈现出峰值强度降低与残余强度增大的特征。     

土工膜/土工织物界面大型斜坡模型试验研究

复合衬垫系统广泛应用于垃圾卫生填埋场,是防止渗沥液污染物渗漏扩散的重要屏障。在垃圾重力及沉降作用下易造成斜坡上复合衬垫系统拉伸破坏或沿其界面产生滑移而失稳。目前,由于缺乏对复合衬垫系统内部剪力传递机理的认识,仍难完全解决以上两大岩土工程问题。因此,设计并采用复合衬垫系统大型斜坡模型试验装置开展了其内部剪力传递机理的研究。该装置通过砂袋加载模拟填埋过程,采用手拉葫芦为核心的滑移控制系统再现了土工膜/土工织物界面的渐进累积破坏过程。试验结果表明：当外部剪力小于峰值强度时,界面不会进入残余状态,上覆的土工合成材料锚固端的拉力也非常小;但当外部剪力超过界面峰值强度时,界面就会逐渐进入残余状态,并最终达到残余强度。同时,薄弱界面上覆的土工合成材料锚固端的拉力也显著增加,严重时甚至被完全拉断。     

剪切速率对黏性土混凝土界面抗剪强度影响的试验研究

通过自行研制的大型恒刚度桩土界面直剪仪,进行6种剪切速率的黏性土混凝土界面剪切试验,探讨剪切速率对黏性土混凝土界面抗剪强度的影响规律。结果表明:在黏性土混凝土界面,超孔隙水压力随着剪切速率的提高而增大;法向应力和剪切速率通过影响超孔隙水压力大小,决定黏性土混凝土界面剪切峰值强度和剪切破坏位移的大小;剪应力剪切位移关系曲线由基本一致变化到一定范围内产生偏离,且法向应力和剪切速率越大偏离越显著,并出现明显的应变软化现象;剪切速率从0.4mm/min增加至5.0mm/min,黏性土混凝土界面抗剪强度减小幅度增大,摩擦系数减小0.1,有效黏着力的变化介于0.81～5.93kPa之间。     

木丝水泥板与混凝土间界面剪切性能研究

为准确评价木丝水泥板-混凝土板的界面剪切性能,通过设置木丝断面/混凝土界面黏结和木丝铺层面/混凝土界面黏结两种黏结方式,分析接触面形式对抗剪承载力的影响。研究表明：木丝水泥板与混凝土板的界面接触形式对构件的界面性能有较大影响,木丝水泥断面/混凝土界面的黏结方式可有效提高界面的剪切承载能力,剪切强度最高可达0.27 MPa,是铺层面/混凝土界面黏结强度的近2倍。相关结论可为相关木丝水泥板的施工提供借鉴。     

不同筋材界面剪切试验研究

为了研究废旧轮胎、土工格室和土工格栅3种不同土工合成材料的筋-土界面抗剪特性,对试样开展了一系列大型直剪试验。对比了3种筋材的加筋效果,并研究了竖向荷载对筋-土界面抗剪强度和剪应力-剪切位移曲线特征的影响。试验结果表明:筋-土界面的剪切应力与剪切位移关系为非线性;几种不同筋材加筋效果较为显著,其中废旧轮胎的加筋效果最为明显;筋-土界面的黏聚力提高较大,内摩擦角变化相对较小,表明筋-土界面主要依靠提高黏聚力增大其抗剪强度。确定了各筋材加筋界面抗剪强度指标,并分析了3种筋材的加筋机理。     

混凝土剪切强度参数试验研究

通过测定不同强度等级试件在不同龄期下的抗剪强度,总结抗剪强度的发展变化规律,进而提出混凝土抗剪强度参数及适宜的混凝土抗剪强度测定试验方法.采用直剪方法得到混凝土剪切强度,并对其与混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度之间的关系进行研究,为混凝土剪切强度的研究提供参考依据.     

城市固体废弃物剪切强度试验研究

卫生填埋法是我国处理城市固体废弃物（MSW）主要方法。为了在垃圾填埋场稳定性分析时合理地选取城市固体废弃物剪切强度参数,参照填埋场城市固体废弃物的主要成分,人工配制固体废弃物试样,通过固结排水剪切试验结果分析,讨论了不同降解程度的城市固体废弃物抗剪强度指标变化规律。     

岩体剪切强度特性及强度折减方法研究

对湖南竹城公路K81~K83段边坡的泥灰岩、灰页岩及不同岩性的弱面分别进行了变角度剪切试验和直剪试验,并运用费辛柯法和M.Georgi法对岩石抗剪强度和岩体弱面的剪切强度进行了合理的工程弱化折减,将为进一步的边坡稳定性分析提供基础数据。     

土工膜与无砂混凝土垫层界面力学特性分析

在高面板堆石坝工程中,土工膜作为辅助性措施与面板联合防渗结构在工程中应用比较广泛,土工膜与相接触的垫层材料之间的接触剪切力学特性关系到坝体的稳定。本文首先对土工膜界面力学特性试验设备及其试验原理进行了详细的阐述;然后利用该仪器对面、膜联合防渗工程中两种土工膜与无砂透水混凝土垫层材料之间的接触剪切力学特性进行了试验研究,并对不同竖向荷载条件下接触剪切力学特性测试结果做了对比分析;最后通过数据处理并结合理论推导,得到了土工膜在接触剪切作用下的剪切应力-竖向应力关系式。     

孔壁形态对岩锚界面粘结强度的影响分析

鉴于目前国内外在孔壁粗糙度对桩侧阻力的影响研究,对已有的研究成果进行了比较分析,考虑了孔壁形态对岩锚界面粘结强度的影响,引入了凹凸度因子RF,提出了孔壁修正系数ηRF,并给出了相应的计算公式及参考值。     

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。