不同网孔形状格栅加筋土界面特性试验研究

为探讨土工格栅网孔形状对筋土界面特性的影响,选取网孔尺寸和力学特性相近的三角形网孔土工格栅和矩形网孔土工格栅进行了拉伸试验.基于拉拔阻力、筋土界面抗剪强度、界面表观摩擦系数及格栅肋条变形等参数的变化规律,对不同法向压力及拉拔方向工况下格栅网孔形状对筋土界面特性的影响进行对比分析,结果表明:三角形网孔土工格栅对砂土颗粒侧向位移的限制大于矩形网孔土工格栅;对于三角形网孔土工格栅,工况TX_0和工况TX_90的峰值摩擦角分别为48.2°和38.2°,矩形网孔土工格栅工况SS20的峰值摩擦角仅为35.9°;拉拔过程中,三角形网孔土工格栅的横向肋条和对角线肋条出现了不同程度的挠曲变形,矩形网孔土工格栅的肋条主要为纵肋拉伸变形.

三向土工格栅变形及筋土界面特性试验研究

为探讨三向土工格栅的筋土界面特性,以三向土工格栅为研究对象,考虑0°和90°两种拉拔方向(分别记为TX_0工况和TX_90工况)的影响,开展了一系列室内拉拔试验.通过对格栅试样沿拉拔方向4个断面的位移进行监测,研究了三向土工格栅的拉拔力-拉拔位移关系、分段变形特性、三向土工格栅的筋土界面剪胀(缩)特性、平均摩阻力-相对位移特征以及拉拔方向对筋土界面强度参数的影响.研究结果表明:填砂压实度对三向土工格栅拉拔力和筋土界面剪胀(缩)特性的影响显著;法向应力越高,筋土界面剪缩性越大,而剪胀性越小,达到最大剪缩(胀)量所需的剪切位移也越大;筋土界面摩阻力的发挥是一个渐进的过程,呈弹塑性-软化特征;法向应力高于20 k Pa时,TX_0工况的筋土界面强度较TX_90工况更高.

双向和三向土工格栅筋土界面特性对比试验研究

以双向土工格栅SS20和三向土工格栅TX160为对象,通过开展室内直剪试验和拉拔试验,并对拉拔试验中土工格栅试样4个断面的位移进行量测,研究了SS20和TX160的变形及筋土界面特性,对比分析了SS20和TX160方案的筋土界面剪应力发挥过程和作用机制、土工格栅变形、筋土界面剪胀(缩)特性和强度参数,同时探讨了试验方法对试验结果的影响.研究结果表明:拉拔试验中,TX160的筋土相互作用集中在拉拔端附近,而SS20沿试样全长均能较好地发挥其作用;相比于SS20,增大竖向压力可以更好地增强TX160与周围填料颗粒的相互作用;SS20方案的峰值摩擦角和残余摩擦角均大于TX160方案,但黏聚力刚好相反;竖向压力对直剪试验和拉拔试验所得筋土界面强度参数均有明显影响,实际工程应用中应根据土工格栅的实际应力状态确定合理的试验竖向压力.

三向土工格栅筋-土界面特性拉拔试验研究

现有关于格栅与土的筋-土界面特性研究多以单、双向格栅为研究对象,而对三向土工格栅筋-土界面特性开展的试验研究较少。以三向土工格栅为研究对象并考虑0°和90°两种拉拔方向的影响(记为TX_0工况和TX_90工况),开展了一系列室内拉拔试验,通过对三向土工格栅沿拉拔方向4个断面的位移进行量测,分析了格栅拉伸应变、筋-土相对位移、界面摩阻力分布及格栅变形与破坏模式,并分别从峰值剪切强度和残余剪切强度两个方面对筋-土界面强度参数和表观摩擦系数的变化规律进行了探讨。研究结果表明:由于平面外挠曲变形的影响,TX_0工况下横肋的嵌锁作用随法向应力增大而增强,从而使TX_0工况的拉拔性能逐渐优于TX_90工况;拉拔过程中,筋-土界面摩阻力的发挥是一个渐进的过程,其分布形式不断发生调整,筋-土界面呈弹塑性-软化特征;TX_0工况的筋-土界面摩擦角显著大于TX_90工况,黏聚力则刚好相反,法向应力较高时TX_0工况的筋-土界面强度更高,更有利于材料性能的发挥。

加筋吹填土筋—土界面剪切特性研究

针对土工合成材料的筋—土界面特性,分析了界面摩擦加筋机理,进而提出了加筋效果的计算方法,并通过室内直接剪切试验研究了吹填砂和多种合成材料的筋—土界面的应力—应变关系及剪切强度参数,获得了不同条件对筋—土界面特性的影响程度。

土工格栅-黏性土界面特性的拉拔试验分析

筋土界面特性是影响加筋土结构性能的重要因素之一,利用中型拉拔模型试验分析了界面正应力和黏性土含水量对格栅黏性土界面相互作用特性的影响,试验结果表明黏性土含水量对格栅极限抗拔力、界面黏聚力和摩擦系数影响明显。不同界面正应力下格栅极限抗拔力在含水量较小时差别显著,随着黏性土含水量增加,格栅极限抗拔力和界面摩擦系数呈现减少趋势,而筋土界面间黏聚力先增大后减小,且当含水量达到塑限含水量时,三者均趋于稳定。格栅抗拔力位移曲线均经历线性和非线性增加以及拉拔极限阶段,并随含水量增加,抗拔力位移曲线由线性增长向极限状态发展的中间阶段逐渐缩短。在拉拔最大载荷下持续一段时间后卸载,发现格栅的横肋应变有增大的趋势,而纵肋应变呈现减小的趋势。

垃圾渗滤液对土工布拉伸性能及筋土界面的影响

为了探究垃圾填埋场中的土工布在垃圾渗滤液浸泡环境下的拉伸性能及筋-土界面剪切特性随时间的变化规律,开展了土工布室内拉伸试验和土工布与级配碎石的界面直剪试验研究。研究结果表明:垃圾渗滤液的浸泡作用对土工布极限抗拉强度的影响可忽略不计,土工布断裂伸长率出现一定程度的增加,2种土工布在浸泡12个月后断裂伸长率分别增加了4.58%和17.60%。土工布经渗滤液浸泡后其割线模量有所下降,且这种下降作用主要影响范围为土工布前期伸长应变下(应变约小于4%~5%时)的割线模量;垃圾渗滤液浸泡作用对筋-土界面抗剪强度没有产生明显影响,筋-土界面摩擦角和表观凝聚力基本保持不变。研究结论可对土工布加筋挡坝技术的发展和应用提供一定的指导。

土工格栅拉拔试验与离散元数值模拟研究进展

为深入研究土工格栅的加筋机理,基于前人的研究成果,阐述拉拔试验中影响土工格栅与筋土界面特性的因素,介绍土工格栅和土体离散元建模以及拉拔荷载下筋土相互作用的可视化和量化分析结果,并提出有待深入研究的方向。研究表明:在试验研究方面,研究人员多采用传统试验方法,从试验边界条件、土工合成材料类型、土料类型及参数、加载条件等方面较为系统地研究各因素对筋土相互作用的影响;随着测试技术的发展,新型试验仪器可有效弥补传统测试方法的不足,并实现筋土界面作用分析的可视化。此外,离散元数值模拟是试验研究的重要补充,大量模拟结果可从细观层面更为深入地阐述筋土界面的作用机理。

考虑稻秸秆束加筋效应的地基承载力研究

农作物秸秆是一种可再生资源,常常作为排水体及加筋体加固吹填地基。为了探讨稻秸秆束对吹填地基的加筋效应,本文开展了稻秸秆束的拉伸、拉拔试验,推导了考虑稻秸秆束加筋效应的地基承载力计算公式,分析了稻秸秆束的打设间距、打设深度等5个因素对地基承载力的影响。结果表明:稻秸秆束的拉伸力随拉伸位移的增加而增加;稻秸秆束与疏浚淤泥的界面抗剪强度曲线符合M-C准则;减小打设间距或增加基础宽度,在保证足够的嵌固长度时,地基承载力会提高;增加打设深度、界面摩擦强度以及稻秸秆束抗拉强度可以提高地基承载力,但地基承载力存在上限值。