Netlon土工格栅与土界面性能的研究

根据直剪试验结果，利用两种不同的非线性模型分析土工格栅与土体之间界面摩擦性能，阐明了基于Ｄｕｎｃａｎ－Ｃｈａｎｇ关系模型的局限性，讨论了正应力和压实度对界面抗剪强度，残余抗剪强度，剪切劲度模量，破坏比等力学参数的影响，对两种不同土的直剪试验结果进行了比较，说明了增加土体中粗颗粒含量能改善界面抗剪强度指标。     

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20kPa时,TX_0工况的筋土界面强度较TX_90工况更高。      

筋土界面摩擦特性影响因素分析

以整体式单向聚乙烯土工格栅与钢塑复合加筋带为加筋材料, 以含细粒土砂为填料, 设计了高速公路拓宽工程加筋边坡。通过室内拉拔试验对填料在不同含水量和不同压实度条件下与土工格栅之间的摩擦特性进行分析, 并对比了原样土工格栅、去除横肋的土工格栅和土工加筋带三者之间的界面摩擦特性。分析结果表明: 在填料含水量高于填料的最佳含水量时, 筋土界面强度随着含水量增加而降低, 且变化明显, 随着填料压实度的提高而不断增强, 加筋效果也明显增强; 土工格栅的横肋对筋土界面特性影响非常明显, 贡献率高达50%以上。     

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.     

加筋土筋土界面特性分离式试验研究

选择工程常用的经编涤纶双向土工格栅和粘土分别作为加筋土的加筋材料和填料,通过室内拉拔试验和格栅拉伸试验对加筋土的筋土界面连接特性作分离式试验研究。试验结果表明：粘土直剪摩擦强度和加筋土格栅拉拔摩擦强度随法向应力增大而增大,其强度包线均是一条直线,但是经编涤纶格栅与填土界面是一薄弱面;格栅在拉拔试验过程中其拉伸强度和所占比重均随着法向应力的增加而增加,法向应力25~100 kPa变化范围格栅拉伸强度范围是1.22~6.44 kPa,所占比重范围是11.86%~11.27%;增加一定量粗颗粒的填土;采取相应措施更加牢靠的夹持固定加筋格栅,充分发挥格栅的拉伸强度,采用相应措施确保节点处的强度,将会有效提高加筋土的抵抗破坏变形能力。     

土工格栅对受污道砟直剪特性影响的试验研究

为探究土工格栅对受黏土污染道砟力学特性的影响,通过对4种法向压力、3种黏土污染程度下土工格栅加固的道砟试样进行一系列直剪试验,对比分析土工格栅对道砟试样剪切强度和剪切变形的影响,研究了考虑黏土污染情况下土工格栅对道砟的加固效果. 研究结果表明:土工格栅增大了洁净及受黏土污染道砟试样的剪切强度,当污染指标VCI （void contamination index）为20%时提升峰值剪切强度最大达到24%;道砟剪切强度表现出典型的非线性特征,非线性强度准则拟合参数与道砟污染程度利用指数函数拟合,拟合结果可作为实际工程受污染道砟强度估计的依据;土工格栅可减小试样的最大剪胀量,同时可减小约0.7°～3.7° 的峰值剪胀角,并且在VCI为20%时土工格栅加固的效果最为明显.      

土工格栅加筋土的强度和刚度特性试验研究

利用室内试验测定了土工格栅加筋碎石土的无侧限抗压强度和土工格栅加筋粉砂土的回弹 模量,分析了加筋层数和压实度对加筋土的抗压特性和变形特性的影响规律。试验结果表明：当 格栅层距较小时,土工格栅加筋碎石土具有良好的抗变形韧性,且土的压实度越高,其无侧限抗 压强度越大;与未加筋的纯土相比,土工格栅加筋粉砂土的变形刚度有显著提高,且格栅层数越 多,提高的量越大。     

湿陷性黄土-混凝土接触面剪切力学特性及破坏型式研究

对湿陷性黄土-混凝土结构进行直剪试验,研究接触面剪切力学性质,主要考虑法向应力、混凝土表面粗糙度等影响因素下湿陷性黄土-混凝土结构物接触面的剪切力学特性,进而采用数值分析研究接触面的破坏型式.通过直剪试验发现:在两种介质的接触面上剪切应力-剪切位移出现滑移、弹塑性破坏两种型式.接触面粗糙度不同时,结构接触面的抗剪强度峰值也不同,接触面越粗糙,其黏聚力也越大,内摩擦角越小.数值模拟的结果是:在法向应力较小时,剪切破坏模式以滑移破坏为主;法向应力增大后,会在湿陷性黄土内部产生剪切滑动带.在法向应力相同时,湿陷性黄土内部的剪切滑动带的厚度随着接触面粗糙度的增加而增加.湿陷性黄土-混凝土接触面光滑的情况,随着法向应力的变化,土体剪切滑动带厚度约为13～16 mm;接触面为粗糙面时,随着法向应力的变化,土体剪切滑动带厚度约为15～19 mm.     

土工布与砂土界面循环剪切动力特性

利用室内大型循环直剪仪进行了一系列筋土界面循环剪切试验, 筋材采用土工编织布和无纺土工布, 土体采用中国ISO标准砂, 在竖向应力分别为30、60、90 kPa, 剪切位移幅值分别为1、3、5 mm, 砂土密实度分别为22%、52%、75%时, 研究了竖向应力、剪切位移幅值、砂土密实度对筋土界面循环剪切特性的影响, 分析了循环剪切过程中2种土工布与砂土界面的剪切应力峰值和剪切应力-剪切位移的变化规律。研究结果表明: 2种土工布与砂土界面均会发生循环剪切软化现象, 但软化规律不同; 竖向应力从30 kPa增大到90 kPa时, 土工编织布与砂土界面循环剪切应力峰值增大了72.9%, 无纺土工布与砂土界面循环剪切应力峰值增加了167.5%, 表明竖向应力对土工编织布与砂土界面的循环剪切特性影响明显; 剪切位移幅值分别为1、3、5 mm时, 土工编织布与砂土界面剪切应力峰值分别为25.9、27.9、29.8 kPa, 无纺土工布与砂土界面剪切应力峰值分别为21.8、23.8、22.6 kPa, 表明随着剪切位移幅值增大, 土工编织布与砂土界面剪切应力峰值随之增大, 而无纺土工布与砂土界面剪切应力峰值先增大后减小; 在3种砂土密实度下, 土工编织布与砂土界面剪切应力峰值之间的最大差值不超过2 kPa, 无纺土工布与砂土界面剪切应力峰值之间的最大差值不超过3 kPa, 表明砂土密实度对2种土工布与砂土界面的循环剪切特性影响不明显。     

土工织物工程特性分析

通过理论分析及试验研究,土工织物的加筋作用在很大程度上增强了土的内聚力和内摩擦角,有效增强土体的抗压和抗剪强度;同时也通过试验对土工织物的各项指标进行了分析。     

导致直接剪切实验强度偏高的原因及改进办法

对次生红粘土、粉质粘土和全风化泥岩进行了直接快剪实验和三轴不排水剪切实验，并对实验结果进行了分析．实验结果显示，直接快剪实验获得的岩土体的抗剪强度指标——粘聚力和内摩擦角明显高于三轴实验结果．分析其原因，在于直剪实验中法向力与剪切力(剪切面)不垂直，使试样的应力状态改变，从而导致直剪实验获得的岩土体抗剪强度指标偏高．最后，根据力的平衡原理，提出了直剪仪加载装置的改进办法——改一端加载为两端加载．     

粗颗粒含量对川西混合土抗剪强度的影响

混合土在川西地区广泛分布,由其构成的山区公路路基的稳定性是实际工程中亟需关注与研究的问题. 针对混合土抗剪强度受粗颗粒含量变化影响较大的特征,选取川西山区路基填筑用的天然混合土,分别进行小型与大型直剪试验,系统研究了粗颗粒含量对混合土剪应力-位移曲线和内摩擦角的影响规律. 试验结果表明:粗颗粒含量差异导致混合土抗剪强度发生明显变化,且在不同的粗颗粒含量区间,抗剪强度会呈现不同的变化趋势;当粗颗粒含量从0增至30%时,内摩擦角增长速率较慢;在30%～60%之间递增时,内摩擦角增长速率变快;超过60%时,增长速率回缓,即有两个界限值;通过颗粒骨架理论解释了界限值产生原因,并从宏微观角度分析了抗剪强度在不同区间内的主要影响因素差异,可为混合土结构物稳定性评估提供取值与理论分析依据.      

高应力下干砂与饱和砂单剪特性比较

在自行改造、加工的高应力单剪仪试验系统上,对饱和粗砂、干粗砂、饱和细砂、干细砂与钢材、混凝土界面的剪切特性进行了正交试验研究．经过对试验数据的回归分析发现,高应力单剪条件下的剪应力．剪切位移关系曲线段与双曲线模型较一致．干砂界面的初始剪切刚度和界面抗剪强度均大于同基底下饱和砂界面的值．通过对试验数据的方差分析知,相对于土性和基底材料两影响因素,砂的干湿状态对剪切特性的影响比较显著．     

粘土矿物成分与剪切强度的相关关系分析

为探究矿物成分对土体强度的影响规律,对纯的粘土矿物进行扫描电镜和X射线衍射试验,确定其成分及微观组构. 对人工配制单一成分粘土,开展不同初始含水率状态下的直剪试验,分析了含水率对各单一矿物粘性土的粘聚力、内摩擦角的影响;对比不同粘土矿物人工配土抗剪强度随含水率变化规律,结合各单一矿物的微观组构特征,探讨了粘土矿物成分对剪切强度的影响. 研究结果表明:高岭石的粘聚力、内摩擦角均随含水率增大单调减小;伊利石和蒙脱石在含水率分别为18%和25%时出现粘聚力峰值;含水率小于20%时,蒙脱石内摩擦角随含水率增加呈线性增大;大于20%时,内摩擦角线性减小.      

玄武岩纤维增强锚杆加固混合土室内拉拔试验研究

玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）质量轻、强度高、耐久性好,将该材料用作锚杆可有效解决传统钢筋锚杆的腐蚀问题,在恶劣环境下的工程建设中具有广阔的应用前景.本文以广泛存在于西南山区的崩坡积混合土为对象,通过室内拉拔试验研究了锚杆类型、锚杆直径、锚固长度以及灌浆体直径等因素对极限拉拔荷载和界面剪应力的影响,并对锚固体系的破坏模式以及应力分布规律进行了分析.研究结果表明：混合土中BFRP锚杆破坏模式均为沿灌浆体与土体界面的剪切破坏,BFRP锚杆与钢筋锚杆的抗拔承载性能基本一致,实际工程可以使用BFRP锚杆直接替代钢筋锚杆;BFRP锚杆拉拔荷载位移曲线呈三阶段形式,弹性临界荷载为极限荷载的20%～28%,试验条件下锚杆的极限承载力与锚固长度、灌浆体直径成正比关系;灌浆体环向裂缝使锚杆的轴向应力沿杆体呈单峰形式分布,同时使锚固段前部的应力集中程度降低;混合土中灌浆体直径越大则界面强度越低,直径从90 mm增大为110 mm,界面强度降低约8%.     

膨胀土中加筋拉拔试验的影响因素分析

拉拔试验是研究筋、土界面相互作用的一种重要手段.然而,目前的试验设备与方法还无统一标准,测试结果常受到多种因素的影响.为弄清各主要因素的影响程度并提出合适的试验条件,以北京市西六环3种膨胀岩（土）为对象,采用长沙理工大学自主研究开发、先进的CS-LB01大型数控拉拔试验系统,通过改变上覆压力、填料含水率、拉拔速度、固结时间及加筋格栅类型等条件开展了系统拉拔试验,分析测试结果后得到各因素的影响及其规律.在此基础上,针对膨胀土堑坡实施土工格栅柔性支护特点,提出拉拔试验确定筋、土界面摩擦阻力的合适试验条件.     

加筋泡沫轻质土三轴剪切力学特性

通过三轴剪切试验, 对比在不同加筋率和围压下, 聚丙烯纤维加筋泡沫轻质土的剪切力学特性; 研究了泡沫轻质土各强度参数与加筋率、围压之间的关系, 获取了加筋泡沫轻质土裂纹扩展规律, 建立了应力-应变全曲线方程, 提出了加筋泡沫轻质土各强度参数关于加筋率和围压的本构方程; 将不同加筋率的试验数据归一化处理后进行分析, 得到了加筋泡沫轻质土的应力-应变全曲线方程, 获取了曲线方程中各参数关于加筋率、围压2个变量之间的函数关系。分析结果表明: 加筋泡沫轻质土三轴剪切强度和黏聚力均随加筋率增加呈现先增加后减小的趋势, 在加筋率达到0.75%时达到峰值; 加筋泡沫轻质土的内摩擦角受加筋率影响较小, 说明纤维作用主要是通过改变材料黏聚力来影响加筋泡沫轻质土的强度; 而强度降低率随着加筋率增加呈现明显的下降趋势, 最大从40%左右降低至10%左右时达到稳定; 加筋率一定时, 加筋泡沫轻质土的极限强度和残余强度均随着围压的升高呈增加趋势; 经过分析体积裂纹曲线发现加筋泡沫轻质土破坏时主要经历受压、产生裂缝、纤维承受拉力限制裂缝、裂缝扩展张力过大纤维拔出4个阶段, 而加筋泡沫轻质土达到屈服阶段时往往包括裂纹的稳定扩展阶段和裂纹的不稳定扩展阶段2个裂纹发育过程, 由于缺乏筋材, 泡沫轻质土属于脆性破坏, 因此, 没有裂纹不稳定增长阶段。     

桥面防水粘结层性能试验分析

采用室内剪切试验和拉拔试验,分析桥面防水粘结层材料性能,认为层间抗剪强度及粘结强度受温度影响大,并且随着试验环境温度的升高而减小.现场拉拔试验研究了不同温度下4种粘结层材料与桥面板的粘结强度变化规律,其粘结强度同样随着试验环境温度的升高而减小.研究表明,剪切试验与拉拔试验结果能够综合评价高、低温情况下沥青混合料与粘结层的整体性能,还可以作为桥面粘结层是否满足抗剪要求的验证指标.