钢塑凸榫土工格栅及其筋土界面特性研究

本文在钢塑土工格栅之上辅以凸榫设计,研制出一种新型的土工格栅结构类型,即钢塑凸榫土工格栅。将钢塑土工格栅和钢塑凸榫土工格栅分别与多种不同类型的典型填料进行室内直剪试验和室内拉拔试验,证明了凸榫的设置有利于筋土界面性能的改善。通过对凸榫土工格栅的破坏模型进行理论分析,推导了凸榫格栅与岩土体间界面抗剪强度的理论公式。通过与室内试验结果对比分析表明,该理论公式求得的内摩擦角值基本符合实际,而黏聚力则不符合实际,凸榫对黏聚力的贡献值建议取2-7k Pa。

新型排水土工格栅与粘性土填料的界面强度研究

粘性土的含水率是影响粘性土填料与加筋材料界面强度的重要因素。采用大型直剪仪,在固结压力为150 kPa、固结时间为6 h的条件下,研究了新型排水土工格栅对加筋土填料含水率的降低情况及筋土界面强度的变化规律。试验结果表明:经过150 kPa压力固结6 h的加筋土,新型排水土工格栅附近土样的含水率较普通土工格栅加筋土相应位置降低约4%,土样的峰值剪切强度提升了52%~69%。新型排水土工格栅的筋土界面强度相比于普通土工格栅的界面强度提升了30%~88%。

格栅-土界面抗剪强度模型及其影响因素

采用四种格栅(单向、双向和三向)和两种填料(黏土、砂砾石)为试验材料,开展了一系列的大型直剪试验,研究了格栅类型和填料类型、压实度、含水率及剪切速率五个因素对格栅-土界面强度特性的影响规律,并且建立了能够分别对格栅中的横肋-土和纵肋-土界面强度进行单独量化评价的模型,对比分析了同种格栅中纵肋和横肋力学机理以及不同型格栅横肋对抗剪强度贡献的大小。结果表明:(1)对于砂砾石填料,格栅-土界面的似黏聚力从大到小依次为:三向格栅、双向格栅、纵肋较短的单向格栅和纵肋较长的单向格栅,而界面内摩擦角近似相等;(2)填料压实度和剪切速率的增大会分别引起格栅-砂砾石界面似黏聚力和内摩擦角的增大;(3)格栅-砂砾石界面的似黏聚力和内摩擦角都明显大于格栅-黏土界面,而且格栅-黏土界面似黏聚力和内摩擦角随着填料含水率的增大而显著降低;(4)单向格栅的横肋对筋-土界面抗剪强度的贡献要远大于双向和三向格栅的横肋,而且也明显大于其格栅网孔内砂砾石本身的抗剪强度;格栅纵肋-砂砾石界面的抗剪强度能够较好地符合摩擦定律,但其贡献的抗剪强度最小。