带齿格栅拉拔性能数值模拟及极限拉拔力的计算方法

针对新型土工筋材——带齿格栅,采用数值模拟方法对其拉拔过程进行研究,对比考察了绕流滑动模型、Perterson-Anderson模型、Jewell模型、Chai模型、Rankine模型和数值分析模型在计算单齿格栅拉拔力时的准确性,研究了带齿格栅界面摩擦特性。在因素分析的基础上提出了多齿格栅极限拉拔力计算式。研究表明:1)对于单齿格栅极限拉拔力,由Jewell模型计算所得结果与数值模拟结果最为接近(平均误差约为5.35%),Rankine模型在筋材拉拔力计算中应用简便且误差较小。2)在相同的试验条件下,带齿格栅的拉拔力远高于普通土工格栅;相应地,带齿格栅的界面黏聚力和界面摩擦角、拉拔系数以及各级法向应力作用下的似摩擦系数均比普通格栅要大。3)对于多齿格栅,其极限拉拔力与齿筋数目、齿筋间距、法向应力分别呈指数、对数和线性关系。最后,采用构建的多齿格栅极限拉拔力算式计算了不同工况条件下的极限拉拔力,验证了其可靠性。

带齿塑料土工格栅拉拔试验研究

为提升普通塑料土工格栅与填料之间的界面强度,在格栅横肋上部固定角铝作为齿筋,构造一种新型立体筋材——带齿塑料格栅。通过开展不同组合工况下带齿塑料格栅室内拉拔试验,探索其在砂土填料中的抗拔特性及其参数特征。研究结果表明:1)法向应力较低时,拉拔曲线出现明显峰值,在考察范围内表现为应变软化特征;2)随着法向应力的增大,带齿塑料格栅极限拉拔力明显增大。同一法向应力下,极限拉拔阻力与齿筋高度近似呈线性正相关;3)带齿塑料格栅的加筋效果系数、界面抗剪强度参数、似摩擦系数、拉拔系数均随着齿筋高度的增大而增大,表明含有齿筋的三维立体筋材可以切实有效地提高加筋土复合体的抗拔强度,对改善土体稳定性具有积极意义。

带齿经编格栅拉拔试验研究

为研究立体土工格栅加筋效果,自制了具有上部齿条的带齿经编格栅,在不同齿筋高度与不同法向应力条件下,对其进行了一系列室内拉拔试验,进而分析了齿筋高度、法向应力对筋土界面强度参数、似摩擦系数、拉拔系数、加筋效果系数等的影响。研究结果表明:1)竖向齿筋能够有效提高带齿经编格栅的拉拔力,且在相同法向应力下,齿筋高度越高,拉拔力提高效果越明显;2)随着齿筋高度的增加,筋土界面强度参数有所增大,似摩擦系数与拉拔系数也随之提高。然而,随着法向应力的增大,似摩擦系数呈非线性递减;3)不同齿筋高度和法向应力条件下,带齿经编格栅的加筋效果系数数值范围在1.04~1.13,说明在普通土工格栅上设置竖向齿筋形成三维立体加筋结构能够有效提升加筋材料的抗拉拔性能。