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。      

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.     

土工格栅与土体界面摩擦特性试验研究

土工格栅与土体界面摩擦特性指标是加筋土结构设计的关键。基于分析土工格栅与土体的界面摩擦形式,进行了一系列室内筋土界面拉拔试验和直剪摩擦试验,测试了两种试验条件的界面摩擦特性。试验结果表明：土工格栅与砂砾料接触面抗剪强度较高,而与粘土接触面抗剪强度很低。剪切速率对两种试验方法测得的界面摩擦特性指标有不同的影响。随着法向应力的增加或剪切速率的降低,筋土界面剪应力力峰值以及其对应的剪切位移增大。土工格栅的横肋对筋土界面特性具有重要贡献。随着填料压实度的提高,土工格栅加筋效果越明显。     

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。     

土工格栅拉拔试验研究的现状与发展

土工格栅作为一种加筋(加固)材料在工程中的应用越来越广,但加筋机理和设计理论方面的研究都落后于工程实际。为此,人们不断研制各种试验设备进行加筋机理和设计参数试验研究。列举了当今国内外已有的主要试验设备、试验方法及测试结果分析方法,分析了试验的影响因素、存在的问题及今后的发展方向,着重介绍了长沙理工大学为实施西部膨胀土课题研究所开发的大型数控拉拔试验系统。     

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。     

土工格栅在公路工程中的试验研究

主要是通过进行拉拔试验分析不同填料与格栅之间的相互作用。土与格栅之间的相对位移较大时,土与格栅的两面都发生了相对位移,进行拉拔试验比较合适。法向应力增大,拉拔试验的剪应力的最大值以及相对应的位移量都后不同程度的提高。     

土工格栅与土界面特性的试验研究

通过拉拔试验，分析了土工格栅在不同填料中的摩擦特性规律，并对影响摩擦特性的几个主要试验条件进行了分析研究，对今后的筋材拉拔试验及工程应用具有参考价值．     

筋土界面的摩擦特性试验与界面关系研究

通过直剪和拉拔试验测试了聚酯土工布加筋黄土时的筋土界面摩擦特性,获得了两种条件下土工布与黄土间的界面摩擦强度;通过分析试验获得的剪应力-位移曲线的特点,分别采用幂函数模型和软化模型筋土界面关系进行了分析。研究表明,土工布与黄土间有较好的界面摩擦性能,可以满足规范要求;直剪时的剪应力-位移曲线呈稳态型,拉拔时的剪应力-位移曲线呈软化型,可分别采用幂函数模型和软化模型模拟。     

格栅加筋道砟界面宏细观力学响应的离散元研究

为揭示格栅-道砟协同作用机制并明确界面强度衰减的内在机理,建立三维离散元模型对格栅加筋道砟界面力学行为进行了研究,模拟过程中充分考虑了道砟棱角特性及空间定向的随机性,模拟结果显示,拉拔荷载主要由筋材首条横肋承担,筋土强相互作用区域大致为筋材首条横肋前端两倍网孔长度处,而界面宏观强度降低的内在原因在于颗粒体系承载骨架的失效。研究成果将为加筋有砟道床工作机制的理解和工作性能的优化提供参考。     

加筋膨胀土路堤稳定性数值模拟研究

引入含水率,建立了非饱和土的强度和应力-含水率-应变关系;在考虑土工格栅与填土间的相互作用、膨胀土吸水膨胀、软化特性等因素的基础上,提出了土工格栅加筋路堤稳定性的数值计算新方法,算例分析表明了该方法的合理性.在加筋膨胀土路堤的稳定性计算中引入工程中易于确定的含水率,避开了复杂的非饱和土理论体系,通过相关参数随含水率的变...     

铁路路基膨胀土工程特性指标试验研究

为改善路基原状土的工程特性,以西安至南京铁路试验段为工程背景,进行了膨胀土填料工程特性的系统试验研究.采用室内土工物性基本试验、直剪试验以及动静三轴试验,对膨胀土的物理力学参数进行测定,针对工程改良土实际特性提出用掺石灰的方法改良原状土,分析对比了改良前后的颗粒分布、物理性质、水理性质、强度和膨胀性指标.结果表明:弱膨胀土及中等膨胀土经石灰改良处理后,土的颗粒组成、物理性质、胀缩特性均有明显改善,力学强度和水稳特性大大提高; 根据物理与力学性质、胀缩性、水稳性等试验结果,推荐采用的最佳掺灰比为5%.      

基于桩网路堤简化分析方法的参数研究

为研究桩网路堤各影响参数对其传力机制与变形特性的影响,通过理论推导得出了桩网路堤简化分析方法,采用该方法对桩网路堤进行参数分析. 首先,综合考虑路堤填土土拱效应、地基支承作用和土工格栅效应,采用抛物线方程描述土工格栅变形,推导得到了针对正方形布桩型式的桩网路堤的分析方法;其次,通过与现场试验和目前主流设计方法对比分析,验证了本文计算方法结果可靠、计算过程简便;最后,采用该理论方法针对路堤高度、土工格栅刚度、地基软土厚度、软土模量对格栅张力、地基最大沉降和应力集中比的影响规律进行系统分析,在此基础上,引入非重复性二次方差分析对各参数的影响程度进行了量化对比. 研究结果表明:格栅张力与路堤填高、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与软土模量成负相关关系;地基沉降与路堤高度、软土厚度成正相关关系,与格栅刚度、地基软土模量成负相关关系;应力集中比与路堤高度、格栅刚度、地基软土厚度成正相关关系,与地基软土模量成负相关关系;降低地基软土厚度和增大软土模量是保证土工格栅正常工作情况下尽可能增大应力集中比的有效手段;缩小桩间距或采用大桩帽,其优化效果好于提高格栅抗拉刚度.      

膨胀土的强度与力学特性

通过三轴试验与侧限压缩试验, 研究了膨胀土的强度、超固结性和压缩指标; 建立了胀缩指标与抗剪强度的关系, 分析了膨胀土的结构特征、矿物成分及外界条件等因素对其变形和强度的影响。研究结果表明: 膨胀土具有超固结性, 且超固结性越明显, 从峰值强度达到稳定强度状态时所需的变形越大, 抗剪强度也越大; 裂隙越发育, 其压缩性越高, 超固结性越弱, 抗剪强度指标越小。给出了膨胀土抗剪强度指标的变化范围: 固结排水条件下的粘聚力变化范围为19.8~25.5 kPa, 内摩擦角变化范围为10°~19°; 固结不排水条件下的粘聚力变化范围为23.0~35.3 kPa, 内摩擦角变化范围为3°~14°; 不固结不排水条件下的粘聚力变化范围为37.0~55.0 kPa, 内摩擦角为0°。     

土工格栅加筋土复合体的大三轴试验

采用大型三轴仪,对直径30 cm,高60 cm,放置两层土工格栅的加筋土复合体试件进行三轴试验。试验获得了加筋土复合体的应力-应变及其抗剪强度特性,以及含水量对加筋土复合体力学性能的影响规律。     

刚性挡土墙拓宽加筋路基稳定性演变数值模拟

为阐释山区公路刚性挡土墙拓宽加筋路基稳定性的动态演变规律及机理,结合山区公路路基拓宽改建多外设刚性挡土墙的特殊性,运用Phase2有限元软件,考虑土-结构相互作用,建立数值模型,所获加筋效果相关结论经离心模型试验宏观验证,开展基于剪切强度折减法的山区公路拓宽加筋路基稳定性分析,探究填土、土工格栅和填土-土工格栅界面三者力学响应动态演变规律及其对路基稳定性的影响. 研究结果表明:铺设土工格栅后路基面差异沉降减小47.1%,墙体最大外倾减小65.4%,路基稳定安全系数提高12.8%;随着剪切强度折减系数增加,填土-土工格栅界面单元滑移失效,但未决定路基稳定性,上层位衡重台外边缘处土工格栅的拉断失效将导致轴向拉力骤降,诱发拓宽路基失稳破坏.      

石灰改良弱膨胀土的施工方法浅谈

对石灰改良膨胀土击实特性进行系统试验研究,并针对膨胀土路基工程的安全性和稳定性问题,从路基填料的施工和处理两方面进行分析论证,提出膨胀土路基的实际综合处理方案,可供公路工程建设和施工参考.     

桩网结构路基格栅加筋作用及其拉力特性研究

为了研究柱网结构路基中土工格栅的加筋作用以及路基在动静荷载下土工格栅拉力的变化特性,建立了高速铁路柱网结构路基足尺物理模型试验装置,用激振器对路基施加动静荷载,利用土压力盒以及布拉格光栅分别监测路基内部土压力以及格栅拉力的变化特征.试验结果分析表明:路基上部荷载对路基内部土拱的稳定性存在影响,随着荷载的增大,土拱出现先强化后弱化的现象;桩土荷载分担比存在上限值,随着桩土差异沉降先增大后减小;当路基上部受到静荷载作用时,土工格栅能够使得桩顶上方承担的静荷载增加约12%,且路基中心处的格栅拉力增长最大;路基在长期动荷载作用下,格栅拉力产生了明显的变化,桩帽中心处的格栅拉力约增长了8%,路基筋材的设计需要考虑路基上方动荷载的影响.