土工格栅与风积砂土界面作用特性的试验研究

土工合成材料加筋土工程中，土工合成与土的界面作用特性是关键的技术指标。文章以土工格栅为加筋材料，以风积砂为填料，通过直剪试验和拉拔试验研究土工格栅与风积砂土的界面作用特性，以便为土工格栅加筋风积砂土工程提供一些依据和参考。     

土工格栅蠕变特性试验研究

加筋土技术已在公路、水运、铁道、水利等工程中广泛采用。加筋材料在工程中的蠕变性及耐久性问题一直是人们关注的重要问题。通过对土工格栅的系列变形试验,得出土工格栅长期荷载作用下的变形特征,即变形率与时间呈对数关系,与应力大小呈“S”曲线关系,为加筋土结构设计计算和加筋材料在工程上的应用提供重要参考。     

弹簧单元模型用于分析土工格栅受力特性

对于加筋土，应用有限元法可以有效地分析土与加筋材料间的相互作用及加筋材料本身的应力应变关系。土工格栅由于其多孔的结构特点，使得其特性不同于其它片状加筋材料。本文在有限元法的基础上利用弹簧单元模型来分析，本模能确切模拟土格栅与土之间的相互作用，并能显示材料的受力和变形特性，为计算土工格栅的锚固力提供了有效方法。     

加筋粗粒土力学性能试验研究

采用3种土料、2种加筋材料(三向土工格栅、双向土工格栅)进行加筋土的无侧限抗压试验,探讨了加筋层数、加筋间距、含水率、压实度和土粒级配等对加筋粗粒土抗压特性的影响,得到以下主要结论:(1)压实度越高、加筋层数越多的加筋粗粒土承受大变形的能力越强,抗震性能越好;(2)压实度越大的粗粒土,增加格栅加筋密度对提高加筋土强度的作用越显著;(3)加筋粗粒土的强度随土中粗粒含量的增加而增大;(4)含水率对加筋粗粒土的强度基本无影响。     

小间距加筋土回弹变形特性分析

根据室内回弹模量试验实测数据,对小间距土工格栅加筋粉砂土和小间距土工布加筋粒料土的回弹变形特性进行了对比分析发,(1)现小间距土工格栅加筋土中的土工格栅加筋层与土的共同作用提高了加筋土的整体性,能动员更大范围的加筋土体(包括其中的格栅)来吸收外荷所做的功并将其中的绝大部分转化为弹性变形能储存其中,外荷卸除后再全部释放出来,保证加筋土在交通荷载的反复作用下基本处于弹性工作状态,几乎不产生塑性变形,同时比未加筋土具有更高回弹模量。作者将此称为"储存和释放弹性能"机理;(2)由于试样尺寸小,加载后很难避免土工布发生滑动,所以土工布加筋土的回弹变形特性不宜用室内小尺寸试样来测定。     

土工格栅加筋路基土的松弛特性

为了研究土工格栅加筋路基土在长期车辆荷载条件下的流变特性,采用格栅材料的黏弹特性与土体的非线性弹性本构模型,分析了路基加筋土复合材料的应力松弛方程,通过三轴流变加载试验与理论对比分析,验证了所建立的松弛方程能够很好地描述加筋土的松弛特性及各因素的影响规律。结果表明:在初始剪应力相同的情况下,加筋土试件的松弛速率与松弛幅度均随围压增大而减小,松弛稳定时间也随之缩短;在相同围压下,随着格栅铺设角度的降低,试件达到相同轴向应变时的初始剪应力降低,松弛幅度也随之降低;在相同围压下,保持格栅铺设角度不变,随着加筋土含筋率的增大,试件达到相同轴向应变时的初始剪应力增大,松弛幅度也随之增大。在路基加宽实际工程中,应根据路基受力特点,靠近路基中央,水平铺设土工格栅可充分发挥加筋土的抗剪性能,而靠近路基边缘,可适当调整土工格栅的铺设方向来增大加筋土的抗剪承载能力;适当增加路基土中的土工格栅含量,可有效提高加筋土的抗剪性能,但较高的含筋率会造成后期松弛幅度较大,导致路基后期承载能力大幅下降,路基变形严重,因此,不能单纯依靠增加土工格栅含量来增强路基承载力,需要根据路基实际荷载情况确定出合适的加筋土含筋率。     

土工格栅在处治软土路基变形中的应用研究

为研究土工格栅对公路软土路基变形影响的工作性状,依托山西某高速公路工程,采用土工格栅和土工布作为不同加筋材料与非加筋土进行试验路施工及工后监测。结果表明,相对无筋土,土工格栅降低软土路基的沉降位移最大值可达11%,侧向位移值减小约51%;加筋材料的不同对变形的发展也有差异;同时,土工格栅有利于路基断面均匀受力,提高路基稳定性。     

双强度折减法在加筋土边坡稳定分析应用的研究

有限元强度折减法在加筋土边坡的稳定分析中被广泛应用,但因加筋材料和土体是2种性质迥异的材料,因此针对土体强度和加筋材料界面强度采用相同的强度折减系数是否合理值得进一步研究。通过建立加筋材料(土工格栅)界面直剪摩擦特性的三维数值模型,研究了土体强度和土工格栅界面强度的折减规律。结果表明,强度折减过程中土体强度和土工格栅界面强度的折减系数并不一致。为此,提出了土工格栅加筋土边坡稳定分析的双强度折减法,该方法能充分体现土工格栅的加筋作用,使稳定分析结果更合理。     

土工格栅加筋路堤机理研究进展

文章对土工格栅加筋路堤的机理和强度特性研究进行了综述。土工格栅加筋路堤机理的研究主要借助于室内外试验和数值分析等手段进行,研究问题主要集中在土工格栅与土之间相互作用机理、土工格栅加筋土强度特性以及土工格栅加筋路堤的变形破坏机理、稳定性影响因素及影响规律等方面。这些方面的研究都取得了较为丰硕的成果,并为土工格栅加筋路堤的设计提供了依据。实际工作状态下土工格栅与土相互作用的机理、土工格栅对周围土体的有效影响范围以及水对土工格栅与土相互作用的影响等问题仍值得进一步研究。     

土工格栅加筋红砂岩大三轴试验研究

在大型三轴仪上进行了不同含水量情况下红砂岩素土样和不同加筋方式土工格栅加筋土的三轴不固结不排水剪切试验,保证93%的压实度,从而探讨了土工格栅加筋红砂岩的力学特性及变形特性,分析了土工格栅的加筋机理,为红砂岩路基,特别是加筋红砂岩路基提供设计和施工依据。试验结果表明：素土和加筋红砂岩土样的强度均与含水量密切相关。其抗剪强度指标随含水量的变化规律大致相同。     

土工格室加筋粘性土的强度特性研究

对土工格室（三维立体加筋材料）加筋粘性土的强度进行了试验研究，在加筋率相同的条件下，将土工格室中筋土与筋材平铺加筋土及无筋土的强度进行了对比研究，找出了土工格室加筋粘性土抗剪强度增加的原因，探明了土工格室加筋土的工作机理。     

拓宽路堤填土期间土工格栅的力学行为试验研究

土工格栅在道路建设工程中广泛应用,但土工格栅在路堤中的受力情况和效用发挥仍不清晰。结合广三高速公路直接拼接拓宽路堤工程,采用在土工格栅安装柔性位移计观测土工格栅应变的方法,测试分析和研究土工格栅在桩承式加筋路堤填土期间的力学行为。研究表明,对于桩承式加筋土路堤,土工格栅拉应变随填土高度增长,能有效地将荷载分散到桩体,路堤荷载作用下土工格栅横向应力分布呈现中央小、两侧大的特征,但是发生的应力和应变远小于设计值,道路扩建工程中土工格栅的材料设计具有进一步优化的可能性和必要性。     

土工网格材料加固地基室内静态蠕变试验研究

利用轴对称荷载作用下的土工网格材料加固粘性土地基室内模型试验装置，研究了加筋参数(加筋参数包括筋材的层数N，各筋材间的层间距Z和筋材类型等)对地基土承载力与抗变形能力的影响，以及长期荷载作用下地基土的变形规律，分析了压实度K、土工网格间填土厚度等与加筋土变形之间的关系。     

土工格栅加筋红砂岩大三轴试验研究

在大型三轴仪上进行了不同含水量情况下红砂岩素土样和不同加筋方式土工格栅加筋土的三轴不固结不排水剪切试验,保证93%的压实度,从而探讨了土工格栅加筋红砂岩的力学特性及变形特性,分析了土工格栅的加筋机理,为红砂岩路基,特别是加筋红砂岩路基提供设计和施工依据。试验结果表明:素土和加筋红砂岩土样的强度均与含水量密切相关。其抗剪强度指标随含水量的变化规律大致相同。     

重复荷载作用下加筋挡土墙的疲劳寿命分析

疲劳分析是要确定加筋土挡土结构的疲劳寿命,通过输入不同幅值和频率的正弦波激励,探讨了重复荷载作用下模型挡墙的动力特性与疲劳寿命规律。试验结果分析表明,三种加筋结构的疲劳寿命与其应力幅值均成线性关系,格宾加筋挡土墙的对数疲劳寿命随应力幅的变化的敏感程度比土工格栅加筋挡土墙的要低。试验分析结果有助于揭示挡墙在重复荷载作用下的失稳机制,为加筋挡土墙工程设计提供有益的参考。     

土工合成材料在软土地基中的应用

土工合成材料是应用于岩土工程的以高分子聚合物为原材料制成的各种产品的统称.土工合成材料种类有以下四大类土工织物、土工膜、土工复合材料和土工特种材料.土工合成材料的性能指标一般可分为物理性能指标、力学性能指标、水力性能指标、土工合成材料与土相互作用指标及耐久性指标.土工合成材料用于加固软土地基主要起两种作用一是起加筋补强作用,提高软土地基的承载力.二是起排水固结作用,加速软土地基排水固结.土工合成材料的设计检算主要包括稳定性检算和复合地基的承载力计算.京广客改武汉北编组站工程中运用土工格栅成功解决了软土地基病害问题.     

重复荷载作用下加筋挡土墙的疲劳寿命分析

疲劳分析是要确定加筋土挡土结构的疲劳寿命,通过输入不同幅值和频率的正弦波激励,探讨了重复荷载作用下模型挡墙的动力特性与疲劳寿命规律.试验结果分析表明,三种加筋结构的疲劳寿命与其应力幅值均成线性关系,格宾加筋挡土墙的对数疲劳寿命随应力幅的变化的敏感程度比土工格栅加筋挡土墙的要低.试验分析结果有助于揭示挡墙在重复荷载作用下的失稳机制,为加筋挡土墙工程设计提供有益的参考.     

负泊松比土工带及土体加筋性能研究

土体加筋材料性能极大地影响加筋结构稳定性,现提出一种N土工带,通过拉拔试验研究N土工带加筋效果。试验从细观角度研究筋土作用力变化规律,并借助数值模拟研究N土工带加筋机理。结果表明:N土工带与普通土工带相比具有更好的加筋性能,在竖向荷载较大时N土工带加筋效果更为显著,为其在高加筋土结构中应用提供参考。     

钢网面板土工格栅加筋土挡墙现场试验研究

通过对湖南省湘潭至衡阳西线高速公路第12合同段边坡防护工程中的新型加筋土结构——钢网面板土工格栅加筋土挡墙进行现场监测试验,得到了该加筋结构形式在逐层填筑施工过程中垂直土压力及水平土压力的分布规律、拉筋的变形规律。监测试验结果表明:上下级墙底的垂直土压力沿土工格栅拉筋长度方向呈非线性分布,分布曲线并不相同,最大值在拉筋中后部且大于理论值,并随着时间的推移逐渐消散。实测墙背水平土压力由于受到约束不同,其值的变化规律亦不同。随着荷载的增加,各层拉筋的应变也随之增大且靠近墙面板处的拉筋变形最大。受施工荷载、气候等各方面的影响,部分拉筋出现了负应变。工程实践表明该加筋结构形式设计合理、安全可靠、受力性能良好、绿化效果显著。     

土工格栅在道路工程中应用

土工格栅是一种新型的土工合成材料。与其它土工合成材料相比，它具有独特的性能与功效，因此国外的道路工程中大量采用了土工格栅加筋路基路面。本文分析了工格栅的独特性能和功效，介绍有关的使用情况，供推动我国公路工程推广应用土工格栅参考。