土工格栅加筋橡胶碎石动力特性试验研究

土工格栅加筋是提升橡胶碎石混合料承载能力的重要方式。为探究土工格栅加筋橡胶碎石复合体动力特性及其作用机制,基于分级循环荷载作用下大型三轴试验,对3种代表性橡胶掺量碎石混合料进行不同层数土工格栅加筋,分析其累积塑性应变、滞回曲线发展演化规律,对比动弹性模量、阻尼比等动力特性关键参数,探讨耦合作用影响机制。研究结果表明:同级动应力作用下土工格栅加筋可减缓累积塑性应变的增大,随着加筋层数的增多,加筋效果更为明显;橡胶掺量增加可提升试样延性,但导致承载能大幅降低,不利于筋材加筋效果的发挥;滞回曲线形态主要取决于橡胶掺量,随着橡胶掺量增加,其形态更加饱满、倾斜,其排列更加稀疏;土工格栅加筋可提升复合体动弹性模量,并随筋材层数增多呈现出明显增长阶段;橡胶掺量对阻尼比初始值以及变化趋势产生主要影响。

土工格栅加筋橡胶碎石混合料大型三轴试验研究

为研究土工格栅加筋橡胶碎石混合料的力学特性与变形控制作用机理,基于大尺寸三轴试验,分析3种橡胶掺量碎石混合料在不同加筋形式下的应力-应变关系曲线、体变-轴向应变关系曲线,研究土工格栅竖向间距、筋材层数对其力学响应与变形特性的影响规律,并对试验结果进行拟合分析。研究结果表明,合理的土工格栅布置形式能有效提升橡胶碎石混合料峰值应力并抑制其发生剪胀变形。试验中5种双层加筋的最优竖向间距为d=150 mm。土工格栅的加筋效果在达到一定轴向应变后才能得以体现,且随着试样中橡胶掺量的增加,此轴向应变值逐渐增大。3种橡胶掺量碎石混合料均随着土工格栅加筋层数的增多,加筋效果显著提升,同时加筋层数相同的试样,其剪切破坏形态基本一致。随着橡胶掺量的增加,试样的剪切破坏模式由应变软化型逐渐过渡为应变硬化型,同时土工格栅的加入也增加了试样的延性。基于邓肯-张双曲线模型,增加拟合参数ψ,修正了能够描述橡胶碎石混合料的应力-应变特征的预测公式,并验证了该公式的合理性。研究成果可为橡胶碎石混合料的实际应用提供一定的理论基础。

加筋土挡墙极限荷载及墙面横向位移的模型试验研究

为了研究加筋层数、筋带长度以及筋带形式对加筋土挡墙顶部荷载和墙面板横向位移的影响,进行了多组加筋砂土挡墙的室内模型试验,筋带材料为牛皮纸,加筋层数为1～4,筋带长度为30～70cm,筋带的形式有整体式、条形、方格形网孔、圆形网孔。模型实验发现当筋带为整体满布式时,加筋土挡墙顶部极限荷载随着加筋层数的增多而线性增大;当加筋层数为1层,对于整体式而言,极限荷载随着筋带长度的增长而增大,呈幂指数关系,对于筋带形式而言极限荷载按筋带形式的不同由大到小的排序为方格网形、圆孔网形、条式形、整体满布形,墙面板横向位移则是按以上顺序由小到大排列。本次模型试验墙面板的位移表现为绕墙角向外的转动和向外的平动,得到的加筋土挡墙顶部极限荷载方程可用来估算无筋土挡墙顶部的极限荷载。

中主应力对加筋黄土强度影响的试验研究

针对加筋计算中很少考虑中主应力影响的现状,通过真三轴试验研究了中主应力对加筋土强度的影响。研究结果表明:中主应力对加筋土强度影响明显,在加筋层数一定时,加筋土强度随中主应力系数的增大,整体上呈现增大趋势;在中主应力比一定,b值较小时加筋土强度随加筋层数的增加呈现增大趋势,b值较大时随加筋层数的增大而减小;并分析了中主应力比对强度指标的影响。中主应力对加筋土强度特别是横向加筋时影响非常大,设计加筋时不应忽略中主应力影响。

冻融循环下格栅加筋粘土土体含水率试验研究

通过一系列室内含水率测试试验,研究了格栅加筋粘土在多次冻融循环条件下土体含水率的变动情况,探讨了填料压实度,加筋层数和初始含水率对冻融后土体含水率变动的影响规律。结果表明,压实度对土体ωi影响最大,低压实度时,Δω1为正值,高压实度时,Δω1为负值;加筋层数次之,ω1值随加筋层数增加而减小,在压实度高的土体中尤为显著;初始含水率影响最弱,仅在土体压实度较低时,较大的初始含水率会引起较大的Δω1值。

加筋粉煤灰的平面应变试验研究

为探求加筋层数、含水率、围压对粉煤灰变形强度的影响,在不同含水率、不同围压条件下,采用PY-10型平面应变仪对不同加筋层数的粉煤灰进行平面应变试验,研究其应力-应变曲线、抗剪强度的变化规律。试验结果表明:在不同加筋层数、不同围压、不同含水率条件下,粉煤灰的应力-应变关系曲线为硬化型;随着加筋层数的增加,或含水率的降低,或围压的增大,粉煤灰的应力-应变关系曲线有着不同程度的提高;增加加筋层数、增大围压、降低含水率,可有效减小粉煤灰的变形,提高其结构强度。

加筋原状黄土强度特性的三轴试验研究

以加筋原状黄土为研究对象,采用室内三轴剪切试验方法,分析不同加筋层数、含水率、围压对加固效果的影响和应力应变关系,探究加筋原状黄土强度变化规律。研究结果表明:原状黄土的应力-应变曲线呈弱硬化型,加筋后的应力-应变曲线呈强硬化型,且随围压增加硬化程度增加。加筋能有效提高原状黄土的力学性能,增强土体强度,其中土体中部加筋提升最为显著,加筋量对土体强度提升效果有限。低围压下含水率对土体力学性能作用明显,低含水率加筋效果优于高含水率下加筋效果。原状黄土通过加筋处理后土体黏聚力可提高1.6~2.3倍,内摩擦角基本无变化。加筋原状黄土强度水敏性较强,黏聚力随含水率增加先增加后降低但均高于原状黄土的黏聚力,较未加筋原状黄土黏聚力增大1.1~1.4倍;内摩擦角随含水率增加先降低后增加,变化在±2°范围内,其影响程度较加筋层数的影响大。

横-竖筋带布置对地基影响的试验研究

分别针对纯砂地基、水平加筋地基和新型三维立体加筋(简称横-竖加筋)地基进行了多组模型试验。主要研究了单层横-竖加筋深度和横-竖加筋层数对地基的影响,并通过与水平加筋地基的比较,结合横-竖地基砂土滑移面的形状,初步分析了横-竖加筋地基的加固机制。试验结果表明,同等试验条件下,横-竖筋的加筋效果较水平筋的好,对于单层横-竖加筋地基,加筋效果随加筋深度的增加而减弱,加筋深度超过一定范围后,加筋对地基受力性能的改善不明显。对于多层横-竖加筋地基,随加筋层数的增加,承载力增加,沉降减小。

土工布加固软土地基的机理试验研究

土工布与土体的界面摩擦力是衡量其对土体加固效果的关键因素,本文首先根据土工布与土体拉拔摩擦试验的机理,设计并制作了界面剪切测试仪,该试验测试仪具有试验精度高、应用广泛和操作步骤简单的特征,然后采用此测试仪对土工布与砂土的界面摩擦力进行了试验研究,试验参数包括不同的竖向压力、土工布层数和砂土含水率。试验结果表明:增加竖向压力能够显著提高土工布与土体的界面摩擦力;相同竖向压力作用下,土工布层数超过2层时,对其界面摩擦力提高并不显著;相同条件下,当砂土含水率超过5%时,提高砂土含水率能够显著降低土工布与土体界面摩擦力。这些研究结果可为土工布加固土体的设计和施工提供依据。

格栅加筋新型土工填料压缩变形特性试验研究

新型土工填料与土工格栅联合使用可以作为路基回填的一种新技术。通过考虑轮胎橡胶颗粒掺入比和格栅加筋层数的影响,采用单向压缩仪开展格栅加筋新型土工填料的压缩变形试验,并将其压缩特性与传统土类的压缩特性作比较,结果表明：格栅加筋新型土工填料的压缩模量整体比淤泥质土大,大部分超过可塑黏土的压缩模量,部分达到了半干硬黏土和细砂水平,可应用于处理淤泥质土工程等;轮胎颗粒含量3%和Dr为70%的新型填料加筋一层格栅的压缩模量近乎达到中砂压缩模量的水平,可替换中砂用于实际工程中。