三向格栅与细粒尾矿界面特性拉拔试验研究

为提高细粒尾矿坝的安全稳定性,提出三向格栅加筋增强细粒尾矿力学性质的方法,以细粒尾矿为填料,开展不同工况下的双向、三向格栅拉拔试验,分析2种格栅的加筋效果差异,着重研究相对密实度、含水率及法向应力对三向格栅-细粒尾矿界面特性的影响。研究结果表明:三向格栅加筋效果优于双向格栅,界面强度参数上表现为似摩擦角的差异,且法向应力越高越有利于提高三向格栅加筋效果;相对密实度的增大对界面摩擦强度提高明显,界面似黏聚力和综合摩擦因数比随相对密实度单调递增,而似摩擦角增幅很小;天然含水率下界面摩擦强度大于饱和含水率界面,前者界面似黏聚力是后者的1.28倍,而似摩擦角近似相等。

土工格栅防护下埋地管道的力学性能及变形分析

为研究荷载作用下路基和管道的破坏机理,建立并验证了三向土工格栅加筋路基中埋置地下管道的三维有限元模型。通过考虑土-土工格栅互锁作用对土工格栅加筋土结构的影响,对土工格栅的几何厚度和孔径进行精确建模,以模拟土工格栅层网孔内颗粒互锁的荷载传递机制,并对于三种土工格栅埋置深度、土工格栅层数和不同加载区域对地下管道的影响进行分析。研究结果显示:土工格栅加筋可以有效减小管道和基础沉降量,随着土工格栅埋置深度增加,管道和基础沉降总体呈下降趋势,土工格栅埋置深度与基础宽度的比值为0.3时管道和基础的沉降最小;随着加筋层数的增加,埋地管道和基础的沉降会显著降低,但降低幅度会随着层数的增加而降低;比较荷载垂直管道加载和平行管道加载的情况,管道管周环向最大应变值一致,但管道底部应变显著减小,同时路基内高应力区朝着加载的偏移方向发生移动;土工格栅层的加入有助于加筋路基形成刚性层,重新分配在此层上传递的应力,分散土体应力分布,降低应力集中现象。

三向土工格栅在高填方风积沙路基中的应用实例研究

本文利用笔者工作实例,探讨了风积沙的机械物理性质,充分分析了风积沙作为筑路材料所具有的独特特点;同时,本着公路路基施工应当充分贯彻因地制宜就地取材的原则上,肯定了风积沙作为筑路材料的可行性。在此基础上,充分研究了三向格栅对高填方风沙路基的适用性和优缺点,最终提供一种适宜的高填方风积沙路基的设计及施工方法。

土工格栅-建筑渣土界面摩阻特性试验研究

为了研究格栅-建筑渣土的界面摩阻特性,进行了4种不同级配的建筑渣土与3种格栅(两种双向格栅和一种三向格栅)的界面直剪摩阻试验。试验表明,格栅-建筑渣土界面摩阻应力和单位剪位移关系均可用双曲线模型表示;界面摩阻强度与垂直压力呈线性关系;格栅类型、填料级配等决定筋-土界面摩阻特性,其中格栅的拉伸模量影响最为明显;格栅的拉伸模量越大,筋-土界面似摩阻系数越大,界面似黏聚强度越大。似摩阻系数不受渣土级配影响,由格栅类型决定。似黏聚强度既受到渣土级配影响又与格栅特征有关,在本研究的4种级配渣土条件下,对于三向格栅-渣土界面,中、细砾为主的级配渣土的似黏聚强度最大,而对于双向格栅-渣土界面,粗砾为主的级配渣土的似黏聚强度最大。剪切前后渣土颗粒级配变化不明显,可忽略其影响。

土工格栅-碎石界面力学特性拉拔试验研究

土工格栅常用于复合地基的碎石垫层,可有效限制其侧向位移并减小差异沉降,这有赖于土工格栅与碎石颗粒间的相互作用。采用3种不同的级配碎石和双向、三向两种土工格栅进行了一系列大尺寸拉拔试验。试验结果表明,更高的法向应力、更好的颗粒级配和更合理的碎石颗粒尺寸可以使拉拔阻力明显增加。冲剪破坏模型可以很好地解释双向格栅横肋在拉拔过程中与碎石层的剪切作用,该模型也适用于三向格栅的斜肋,只需合理计算斜肋的有效剪切长度。此外,还提出了一种考虑网孔和碎石颗粒尺寸与颗粒嵌固作用的土工格栅峰值拉拔阻力的计算方法,并给出了关键颗粒的概念用来评价格栅与碎石颗粒尺寸的匹配程度,可以帮助设计者合理选择材料,提高加固效果。