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%。     

土工格栅横肋与纵肋加筋机理研究

通过室内格栅横、纵肋独立拉拔试验,针对不同的法向荷载和拉拔速度,分别对土工格栅横肋与纵肋的加筋机理进行了研究.结果表明：格栅纵肋所产生的摩擦阻力在拉拔初期迅速增大,并且随着有效应力的增大呈线性增长趋势,拉拔速率对其影响并不大;格栅横肋所产生的被动阻力增长相对较缓,在达到最大值之前需要一定的筋土相对位移,并且随着有效应力和拉拔速率的增大,被动阻力变化明显,其破坏模式逐渐由冲剪破坏转为常规剪切破坏.     

土工格栅纵横肋的筋土承载特性分析

为研究土工格栅纵横肋与砂土的界面受力特性,进行了不同法向压力的格栅拉拔试验,分别设计了横向与纵向剪除横肋的6种拉拔试验工况,研究横肋减少对格栅受力、拉拔阻力峰值和位移及似摩擦系数的影响,并分别对比了整体剪切和刺入剪切破坏模式下的格栅拉拔阻力,揭示格栅筋土界面的相互作用机理。结果表明,随着横肋的减少,格栅拉拔阻力和似摩擦系数不断地变小;横肋沿横向减少的格栅最大拉拔阻力大于横肋沿纵向减少的最大拉拔阻力,完整横肋有助于筋土界面的加筋作用的充分发挥。理论计算格栅界面摩擦力约为18%~19%的试验拉拔阻力,而试验获得的格栅界面摩擦力与试验拉拔阻力的比值为29%~33%,横肋与土体挤压咬合产生的承载力分量占了总拉拔阻力的67%~71%,横肋极大提高了土工格栅的拉拔阻力。     

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 黏性土界面特性的拉拔试验分析

筋土界面特性是影响加筋土结构性能的重要因素之一,利用中型拉拔模型试验分析了界面正应力和黏性土含水量对格栅黏性土界面相互作用特性的影响,试验结果表明黏性土含水量对格栅极限抗拔力、界面黏聚力和摩擦系数影响明显。不同界面正应力下格栅极限抗拔力在含水量较小时差别显著,随着黏性土含水量增加,格栅极限抗拔力和界面摩擦系数呈现减少趋势,而筋土界面间黏聚力先增大后减小,且当含水量达到塑限含水量时,三者均趋于稳定。格栅抗拔力位移曲线均经历线性和非线性增加以及拉拔极限阶段,并随含水量增加,抗拔力位移曲线由线性增长向极限状态发展的中间阶段逐渐缩短。在拉拔最大载荷下持续一段时间后卸载,发现格栅的横肋应变有增大的趋势,而纵肋应变呈现减小的趋势。     

单向土工格栅加筋土的流变模型

在研究HDPE单向土工格栅的蠕变和应力松弛特性的基础上，建立了单向土工格栅的流变模型。将加筋土视为由筋、土组成的宏观均匀材料，建立单向土工格栅加筋土体的流变模型。分析表明，在承受长期荷载作用的加筋土的本构关系中，必须考虑由聚合物为原料制作的筋材所具有的明显时间相关的力学行为。     

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。     

基于数字图像测量技术的加筋土三轴试验研究

通过加筋土固结排水三轴试验,结合三轴试验土样变形数字图像测量系统,研究加筋中砂试样在三轴试验条件下的变形场。加筋材料采用玻璃纤维土工格栅,分别在4种不同布筋位置、3种不同围压下共进行45组试验。试验结果表明:在应变达到一定程度的情况下,土工格栅对中砂的强度和抵抗变形的能力的增强效果随布筋层数的增加而增大,单独布一层筋的加筋土的三轴试验中,围压越大加筋效果越明显,三层加筋的加筋土三轴试验中情况则相反;土工格栅对中砂的横向变形有很大的约束作用,这一约束作用随着围压的增大而增大,且随着围压从100kPa增大到300kPa的过程中水平约束作用增加28%～50%。     

基于土工格栅黏弹特性的加筋土本构模型研究

 将三参数黏弹性模型用于描述土工格栅在低应力水平下所表现出的蠕变特性,根据蠕变试验采用最优化方法确定有关模型参数,并证明三参数黏弹性模型能够较准确地反映土工格栅在低应力水平情况下的2个阶段衰减蠕变特性。然后,提出基于土工格栅黏弹特性的加筋土本构模型,得到土处于弹性和塑性阶段时加筋土的应力、应变计算公式。研究结果指出：加筋土中土工格栅应力与加筋土受力、格栅和土的特性、加筋层间距及时间有关;土体进入塑性状态后,土工格栅应力不变,主要表现出蠕变性,导致加筋土的应变随时间增加;随着时间的推移,土工格栅出现应力松弛,它与土体应力逐渐减小;土工格栅埋置于土中时的应力松弛量小于置于空气中的应力松弛量;加筋土塑性状态到达时间Tp受土工格栅的刚度系数E2、黏滞系数? 和土的内摩擦角? 的影响最大。     

交通荷载作用下桥头跳车的加筋效应分析

采用土工格栅与土动力相互作用模型并计入格栅纵肋、横肋效应,对某桥台试验进行了加筋和不加筋对比分析,结果表明:土工格栅被拉伸后形成的兜起效应提高了路基的承载能力、减小了填土内的破坏区域,有效地消减由于交通荷载作用产生的桥台与填土之间的沉降差。     

静动载下筋材变化对加筋土挡墙性能影响分析

为了研究动静荷载下,加筋长度及筋材类型变化对加筋土挡墙工作性能的影响,进行了7种工况下的加筋土挡墙模型试验,对比分析了加筋土挡墙的水平土压力、水平土压力系数、墙面水平位移和加载板竖向沉降及筋材应变等参数的发展规律。试验结果表明:动载下加筋土挡墙筋材应变随着加载时间的增长、加筋长度的减小、位置高度的增加而增大,且顶层筋材应变远远大于其他层;加筋长度及筋材横肋的减少明显降低挡墙的承载性能,格栅横肋减少导致挡墙极限承载力降低18% ,加筋长度减少使面板水平位移最大增大了2.2倍;与静载作用下相比,动载下土工格栅的侧向约束作用及网兜效应能够得到更好地发挥。     

基于黏聚力模型的土工格栅筋土界面作用模拟方法

黏聚力模型被广泛应用于金属构件断裂过程的数值模拟。为深入分析土工格栅筋土界面关系,在格栅纵肋处采用罚函数法,在格栅横肋处采用黏聚力模型,并基于土工格栅横、纵肋条拉拔试验数据确定相关模型参数,进而对土工格栅整体拉拔试验进行了数值模拟。结果表明:黏聚力模型能有效地模拟格栅横肋的被动阻抗作用;格栅横肋前的土体破坏模式与Jewell提出的冲剪破坏模式相吻合;格栅横肋发挥的被动阻抗作用约占整体拉拔力的71%;采用黏聚力模型的筋土界面模拟方法与传统界面模拟方法相比更加准确。     

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。     

竹筋加筋土筋土界面摩擦特性试验研究

针对临时工程使用后复耕问题,将竹筋作为筋材应用于加筋土结构,并通过筋土界面摩擦试验对竹筋加筋土界面特性进行了研究,结果表明:在相同条件下,加筋土界面特性远远优于素土,竹筋加筋土的界面强度稍高于土工格栅加筋土;竹筋的间距对加筋土界面强度的影响较大;作用于竹筋加筋土的压力大小直接影响加筋土的加筋效果。     

土工格栅粉煤灰挡墙加筋作用应用研究

土工格栅加筋土挡墙在土木工程中应用广泛,土工格栅的加筋作用以及筋材在挡墙设计中的计算需要进一步完善.利用FLAC3D有限元分析软件,对未设置和设置土工格栅加筋体的粉煤灰挡墙进行数值模拟分析,研究土工格栅的加筋作用对粉煤灰挡墙稳定性的影响,得到土工格栅加筋挡墙的设计参数.数值模拟结果表明:粉煤灰挡墙高度大于6m时,安全系数偏低,需要在粉煤灰挡墙中加筋来提高其安全系数,保证挡墙的稳定性.对墙高为8m的土工格栅粉煤灰加筋挡墙进行模拟分析,当增大加筋间距时,挡墙的侧向和竖向位移都增大,挡墙的最大竖向位移发生在挡墙的上部,最大侧向位移发生在挡墙中下部位;墙高为8m的土工格栅粉煤灰挡墙的合理加筋间距为0.8m.     

塑料土工格栅加筋土加筋机理研究

通过具体的模拟试验对塑料土工格栅加筋土的加筋机理进行了研究。研究结果表明:塑料土工格栅的几何结构特性决定了它与土体之间不仅存在着界面摩擦力,而且还与土颗粒间存在着镶嵌咬合力。这两种作用的存在增强了土体与塑料格栅的相互联系,从而提高了塑料土工格栅的接触效率,使其加筋效果好于其它加筋材料。     

土工织物与砂土界面特性数值模拟研究

文章采用有限元法模拟土工织物加筋土的剪切试验,研究不同上覆土压力、土体强度、加筋体长度、加筋体间距和接触面对直剪试验剪切力-位移即筋土界面本构关系的影响。计算结果表明,土工织物与砂土的界面特性受多种因素的影响。在一定程度上增大上覆土压,提高土体密实度和强度,加大土工织物长度,加密土工织物间距和选择粗糙的土工织物均能提高加筋效果。     

加筋风砂土地基扩展基础的承压性能

进行了下压荷载作用下加筋风砂土地基扩展基础的承载试验,研究了土工格栅及风砂土的剪切与拉拔摩擦特性,进行了14种不同加筋条件下的模型试验,加筋后下压承载力高于未加筋承载力的11.0%～453.0%。相同埋深时,长条形闭口箱型和双层土工格栅的承载力较高,加筋后的抗位移性能增强。加筋风砂土的承载力是由土体的压缩和抗剪能力、格栅与土的相互摩擦、格栅对土体的约束作用产生的。建立了加筋风砂土地基扩展基础承受下压荷载的理论计算公式,计算值与实测值基本吻合。提出了加强风砂土承压性能的有效方法为铺设长条形闭口箱型土工格栅和双层土工格栅。     

塑料土工格栅加筋土结构的振动台试验研究

对塑料土工格栅加筋土结构的缩尺比例模型进行了振动台试验研究。试验过程中，采用两组试验模型，一组测定筋材的动应力应变；一组测定土筋间的动似摩擦系数。试验结果表明：塑料土工格栅筋材在地震作用下最大动拉应力的分布与静拉应力的分布沿筋材的埋深大致相同，只是应力的值大小不同；地震作用下土筋间的动似摩擦系数是随地震加速度的增加而减小。据此，提出了加筋土结构在地震区的设计建议。