法向循环荷载下筋土界面的剪切应力规律及预测

为了研究法向动荷载作用下筋土界面的剪切应力变化规律,采用大型动态直剪仪,对相对密实度为75%的砾石和土工格栅的界面进行了剪切试验,研究了4种法向初始应力(20,40,60,80 kPa)和4种法向荷载振动幅值(10,20,30,40 kPa)对筋土界面循环剪切特性的影响。在试验的基础上,建立了法向循环荷载作用下筋土界面在峰值前和残余阶段的剪切应力-法向应力表达式。同时,结合应力时间差规律,并考虑法向初始应力和荷载振幅等的影响,提出了界面剪切应力-剪切位移的表达式。将两种预测表达式与试验结果进行了对比,均具有较好的吻合度,验证了方法的正确性。

法向循环荷载下格栅加筋盐渍土剪切性能研究

为了研究法向循环荷载作用下格栅加筋盐渍土的剪切性能,采用大型直剪试验,研究静荷载、法向循环荷载初始应力、循环幅值以及循环频率等对2种格栅加筋盐渍土剪切性能的影响。结果表明,格栅能较好地改善盐渍土的剪切性能,本文工况下,格栅加筋粗颗粒硫酸盐盐渍土的剪切性能总体高于格栅加筋粗颗粒氯盐盐渍土的。格栅加筋粗颗粒氯盐盐渍土的剪切性能随着频率的增大而减小,但其剪切性能与幅值的相关性并不明显。较低的初始法向应力会降低格栅加筋粗颗粒硫酸盐盐渍土的剪切性能,且在低初始法向应力下,其剪切性能随着幅值的增加几乎不变。频率越低,格栅加筋粗颗粒硫酸盐盐渍土的剪切性能越弱,其出现峰值强度的剪切位移越小。

循环荷载作用下筋土界面抗剪特性的试验研究

利用自主研制的大型结构面剪切仪完成了一系列界面直剪试验,探讨在法向循环荷载与静荷载两种条件下土工格栅与石英砂界面的抗剪性能,比较其在两种法向荷载下的异同点。试验结果表明:循环荷载作用下剪应力随剪切位移的发展趋势与静荷载下的有相似之处,但曲线本身表现出了循环发展的特性;循环荷载作用下剪应力峰值和谷值的最大值与法向应力的关系近似符合摩尔-库仑定律;循环剪应力最大值随着法向循环荷载频率的增加而减小,但随着振幅的增加而逐渐增大;循环荷载下筋土界面剪应力随位移而波动,始终处于振幅上下限所对应静荷载下剪应力之间,相关物理量之间具体的定量关系需要进一步研究。

剪切速率和法向加载频率对筋土界面剪切特性的影响

加筋土结构在道路工程中广泛应用,而车辆等动荷载对筋-土界面相互作用特性的影响不可忽略。采用动态直剪仪开展了一系列法向循环荷载作用下的砾石-土工格栅界面直剪试验。试验研究了4种剪切速率(0.1,1,5,10mm/min)、4种法向加载频率(0.1,0.5,1,2 Hz)以及3种法向初始应力(20,40,60 kPa)对筋土界面剪切特性的影响。试验结果表明:法向循环荷载下的剪切应力及法向位移呈周期性动态变化;上峰值应力、上残余应力及剪切应力幅值随频率的增大而减小,随剪切速率的增大而增大,而下剪切应力受影响较小;剪切应力和法向应力的峰值相对时间差分别在频率为0.5 Hz和速率为1 mm/min时最大,而摩擦系数与法向应力的相对时间差约为0.5个周期;上峰值摩擦角随频率的增加而减小,随剪切速率的增加而增大。