石灰改良膨胀土强度试验研究

以南阳某公路试验段膨胀土为对象进行石灰改良膨胀土强度试验,研究了无侧限抗压强度、内摩擦角及粘聚力与石灰掺量、养护龄期之间的关系。试验结果表明:无侧限抗压强度与石灰掺量成三次多项式关系,与养护龄期成线性关系,进一步给出了考虑石灰掺量与养护龄期的无侧限强度计算公式。内摩擦角及粘聚力与石灰掺量均成线性关系,内摩擦角与养护龄期成线性关系,石灰掺量为0时粘聚力与养护龄期成线性关系,石灰掺量不为0时粘聚力与养护龄期成二次多项式关系。石灰对改良膨胀土粘聚力的影响很大而对内摩擦角的影响很小,这是因为在石灰和膨胀土颗粒之间主要产生灰结作用和凝聚作用以提高膨胀土的抗剪强度。给出了最优掺灰量和最优养护时间。     

石灰改良膨胀土强度影响因素研究

依托新建天门至潜江铁路路基工程，采用直剪试验，研究石灰改良膨胀土强度与干密度、含水率、石灰掺量、养护时间的关系。结果表明:干密度、含水率、石灰掺量、养护时间均影响石灰改良膨胀土剪切强度。其中，干密度、含水率、养护时间主要影响黏聚力，石灰掺量主要影响内摩擦角，另外养护时间对黏聚力的影响比对内摩擦角的影响大，黏聚力在3~15天内变化最快，后期黏聚力变化趋于缓慢。     

草根加筋土的护坡机理及强度准则试验研究

采用室内试验方法研究了草根加筋土护坡加筋原理，试验结果表明其加筋机理可以用准粘聚力原理来解释；通过对准粘聚力的实测结果进行分析研究，提出了加筋粘性土的准粘聚力计算方法；利用莫尔-库仑准则对草根加筋土试验结果的强度包线进行拟合发现效果良好，说明草根加筋土服从莫尔一库仑准则。研究结果对于深入认识植被护坡机理和合理确定草根土的抗剪强度具有指导意义。     

麦秸秆形状效应对加筋盐渍土抗变形能力的影响

以等围压和减围压应力路径三轴压缩试验,研究不同加筋形状麦秸秆的加筋盐渍土的抗变形性能。研究结果表明:1/4圆弧状麦秸秆的加筋土的强度最大、抗变形能力最强,在相同围压下,1/4圆弧状的麦秸秆加筋土的强度增长速度较快。在低围压时,麦秸秆加筋土的偏应力应变曲线呈硬化型,在高围压时,曲线呈软化型。圆管状加筋土破坏形式主要为局部破坏,1/4圆弧状加筋土为整体破坏,1/2圆弧状加筋土破坏形式介于圆管状和1/4圆弧状之间。1/4圆弧状的麦秸秆加筋土的抗变形能力最优。     

麦秸秆加筋石灰粉土冻结温度试验研究

针对低液限粉土,分析了石灰掺量、麦秸秆掺量、麦秸秆长度对其冻结温度的影响。结果表明:粉土、秸秆加筋粉土冻结温度均随石灰掺量的增加而降低,且相同石灰掺量下,秸秆加筋粉土的冻结温度比粉土降低约1倍以上;相同秸秆长度下,粉土冻结温度随秸秆掺量的增加呈线性规律降低,但总体降幅较小;相同石灰掺量、麦秸秆长度下,石灰粉土冻结温度随麦秸秆掺量的增加而降低;相同秸秆长度、掺量下,石灰粉土冻结温度低于粉土;秸秆掺量一定时,较短秸秆长度对粉土冻结温度影响不大,而对于石灰粉土,冻结温度随麦秸秆长度的增加呈先升高后降低的趋势。不同影响因素对土体冻结温度的影响程度为石灰大于秸秆。     

草根加筋土的护坡机理及强度准则试验研究

采用室内试验方法研究了草根加筋土护坡加筋原理,试验结果表明其加筋机理可以用准粘聚力原理来解释;通过对准粘聚力的实测结果进行分析研究,提出了加筋粘性土的准粘聚力计算方法;利用莫尔-库仑准则对草根加筋土试验结果的强度包线进行拟合发现效果良好,说明草根加筋土服从莫尔-库仑准则.研究结果对于深入认识植被护坡机理和合理确定草根土的抗剪强度具有指导意义.     

水平加筋与散体材料桩组合型复合地基承载力计算

研究了单层水平加筋与散体材料桩组合型复合地基的承载力计算方法。在同时考虑水平向加筋体的约束作用及桩土接触面存在剪切力的基础上,依据极限平衡条件推导出水平向加筋和散体材料桩双向组合型复合地基承载力计算公式,可以同时考虑水平加筋以及桩体和土体重力对地基承载力的贡献。通过工程实例,探讨了土体的内摩擦角、粘聚力、桩土接触面的摩擦角以及水平加筋对复合地基承载力的影响。分析结果表明,提高土体的内摩擦角、粘聚力、桩土接触面的摩擦角等可以提高复合地基承载力;其他条件相同时,桩顶设置水平加筋层后,地基承载力可以得到较大提高。     

玻璃纤维加筋土强度特征试验研究

为了揭示玻璃纤维加筋土的加筋机理,进行多因素多水平的室内三轴试验,研究玻璃纤维加筋土的强度和变形特性,并采用多元回归分析,得出考虑多因素影响的玻璃纤维加筋土强度指标公式.试验结果表明:玻璃纤维加筋土的应力-应变曲线近似呈双曲线;玻璃纤维的掺入可改变砂土结构,提高纤维土的强度,特别是强度指标粘聚力提高显著,但是对元筋砂土内摩擦角影响不大;玻璃纤维加筋土粘聚力c与纤维长度l,纤维掺加比例m存在非线性关系;抗剪强度增加幅度与纤维掺加比例之间是非线性关系,与纤维长度之间近似呈线性关系.     

公路生态护坡根系加筋土强度试验研究

公路生态护坡工程中,植物根系在提高土体强度上起到了重要作用。根系加筋土抗剪强度一直是关注的重点,通过不同龄期、不同草灌比植物根系加筋土与原状土直剪试验,研究原状根系加筋土强度影响因素。研究表明:草灌混合加筋效果优于单独草本或灌木加筋;根系的存在增加了土体黏聚力,90d草灌混合根系加筋土黏聚力达到99.8kPa,为无根原状土3倍以上;加筋土早期(90d前)内摩擦角大于无根原状土,90d后内摩擦角变化不大,与无根原状土内摩擦角相当。     

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。     

生态边坡施工初期防护方式试验研究

针对土工格室护坡在施工初期植被未长成时容易受气候和环境的影响从而发生失稳破坏,甚至整体滑坡的问题,提出在土工格室浅层填入麦秸秆加筋土的生态护坡方式。通过室内边坡模型的人工降雨试验,对不同规格土工格室防护坡面及有无麦秸秆加筋防护坡面的抗冲蚀性能进行了对比分析。结果表明,采用土工格室及麦秸秆加筋防护可有效提高植被不完善边坡的抗冲蚀性能;仅土工格室加筋防护坡面的冲蚀量为裸坡冲蚀量的27.58%,土工格室及麦秸秆加筋防护坡面的冲蚀量仅为裸坡冲蚀量的15.72%;同等条件下,土工格室尺寸规格越小,坡面抗冲蚀性能越好。试验结果可为该护坡形式的进一步研究和工程应用提供参考。     

基于土工格室及加筋的生态边坡加固试验分析

基于生态边坡坡面防护方案,在常规基础上提出了土工格室规格及外掺作物秸秆加筋的改进措施;搭建了室内模拟边坡降雨冲刷试验;控制土工格室规格及外掺作物秸秆加筋变量,分析模拟边坡降雨冲刷数据,综合对比生态边坡坡面防护效果。结果表明：土工格室及外掺作物秸秆加筋的综合措施能显著提升生态边坡坡面抗冲刷能力,增强边坡防护效果;单一采用土工格室措施的生态边坡冲蚀量相较于裸坡可降低71.27%,采用土工格室及外掺作物秸秆加筋的复合措施可降低84.65%;缩小土工格室尺寸有利于降低生态边坡坡面模拟降雨冲蚀量,提升防护效果。     

加筋土筋土界面特性试验研究

通过直剪试验研究路堤填料含水量对筋土界面特性的影响规律。试验结果表明,当填料含水量大于其最佳含水量后,界面破坏时的剪切力随着填料含水量的增加而降低。通过拉拔试验,研究填料种类、填料压实度、加筋材料对筋土界面特性的影响规律,可为加筋土工程的设计和施工提供参考。     

桩承式路堤考虑筋材作用桩土应力比分析

针对Hewlett土拱理论设计桩承式加筋路堤桩土应力比时没有考虑筋材作用的缺陷,在Hewlett土拱理论的基础上考虑筋材的作用,建立路堤土拱、筋材与路堤土体相互作用的力学模型,推导出考虑筋材作用下桩承式路堤桩土应力比的计算公式,并通过广梧高速公路一试验段工程实测数据的对比分析,验证了改进算法的合理性和可靠性。     

草类根系对坡面土强度及崩解特性的影响试验

坡面植被的固土防冲刷失稳作用往往取决于草类根系对坡面土强度和抗崩解特性的提高幅度。为研究草类根系对提高坡面土强度和抗崩解特性的影响规律,首先通过植草种植试验和观察,研究草类根系生长及竖向深度含根量分布规律,然后采用直剪试验得到不同根系含量或不同生长深度与根-土复合体强度的关系,并对添加不同含量根系的根-土复合体进行强度试验,比较种植活根系和添加死根系根-土复合体不同的强度特性。对路堑坡面植草根系原状土样和添加根系重塑配制土样进行崩解试验,比较分析坡面土壤的结构性、根系含量对植草坡面土体崩解特性的影响。结果表明：草类根系的纵横穿插与缠绕根网加筋作用使草类根系能显著增强根-土复合体的强度,种植根系的毛细根系及生物活性使其对土体强度提高的加筋效应远优于添加根系,其提高幅度与根含量呈线性增加关系;由于草类根系的缠绕包裹作用提高了土的强度,且草类根系在土体孔隙中的穿插能减少雨水入渗时的孔隙气压及封闭气体,从而使草类根系能显著提高根-土复合体的抗崩解特性;路堑边坡土体的结构性以及主根系衍生出大量毛细根系的存在,使添加根系重塑配制土的抗崩解能力远小于路堑边坡种植根系原状土;根土样在配制土中采用稻秸秆代替草类根系,在同样添加比例的情况下具有更高的抗崩解能力及加筋强度。     

基于砂箱模型试验的加筋土挡墙最优布筋方式分析

为探讨最小加筋材料面积的加筋土挡墙最优布筋方式,开展了以纸质作为挡墙面板和加筋材料的砂箱模型试验,测试了加筋土填料和加筋材料的物理力学性质,分析了布筋密度、筋带宽度及长度等因素对加筋土挡墙稳定性的影响规律。试验研究表明:处于极限稳定状态的加筋土挡墙,采用“窄筋密布”、“窄筋长布”方案的用筋量均小于“宽筋疏布”、“宽筋短布”方式;在用筋量相同条件下,采用“上长下短”布置方式的稳定性高于“上下等长”布置。     

填土注浆加固对深基坑支挡结构与相邻隧道的作用效果案例分析

为有效防范填土深基坑变形过大对邻近地铁隧道造成的安全风险，变形控制是基坑支护设计应考虑的首要问题。以重庆吾悦广场邻近地铁隧道一侧的填土深基坑边坡为研究背景，提出注浆加固联合多桩分阶支挡的方案，该方案结构受力合理，变形控制能力强。根据现场注浆试验区的检测数据可知，加固后的土体抗剪强度和变形模量大幅提高。通过在有限元模型中调整土体参数，计算不注浆加固和注浆加固2种工况下多阶支护桩及隧道的位移和内力值，计算结果表明： 填土注浆加固能提高支护桩前后填土体的力学性质，增大土体的抗剪强度参数及土体水平抗力系数的比例系数，有效降低支护桩内力值、减少桩身长度及截面尺寸。结合建筑物退台方案设置多阶平台，增大了坡脚与坡顶之间的水平距离，降低了每阶边坡的土压力值。注浆与分阶2种措施对控制支护桩及隧道变形起到积极作用，能有效防范基坑边坡变形过大对地铁隧道及周围环境造成的安全风险。     

加筋土坡临界高度的极限分析

为了解布筋形式与布筋密度等因素对土坡加筋效果的影响,用上限法对加筋土坡的临界高度进行了极限分析。使用刚体旋转破坏机构,并假设筋材的失效模式为本身的拉伸破坏,研究了3种布筋形式(均匀布筋、上稀下密线性布筋及上密下稀线性布筋)对边坡临界高度及滑裂面形状与位置的影响。结果表明:在平均布筋密度相同的情况下,上稀下密线性布筋对应的临界高度最大,而上密下稀线性布筋对应的临界高度最小;对于3种布筋形式,边坡临界高度都随平均布筋密度增大而明显增大;不同的布筋形式对应的滑裂面的形状与相对位置有较大差别;对于均匀布筋土坡,上限解与试验结果及有限元解有较好的一致性。     

微型桩加固土质边坡极限抗力分析方法

为了给微型桩加固土质边坡的工程设计和安全评价提供参考,针对工程中常见的黄土、冰碛土和风化页岩进行单根微型桩在横向滑体变形作用下的承载力特性试验。采用数值模拟方法,考虑桩-土接触作用和岩土的非线性行为,建立微型桩加固土质边坡时极限抗力的分析模型,以桩截面极限弯矩和桩身最大水平位移为控制条件,提出确定微型桩加固土质边坡极限抗力的分析方法,并将分析结果与试验结果进行对比。分析微型桩加固土质边坡时的变形机制、破坏模式以及分别加固黄土、冰碛土和风化页岩时的极限抗力。研究结果表明：所建立的微型桩极限抗力分析模型在确定微型桩加固土质边坡极限抗力时具有较高的精度,直径115 mm微型桩在厚度为60 cm的滑体横向变形作用下的极限抗力约为10～20 kN,微型桩的极限抗力受到岩土类型影响,边坡岩土强度较高时微型桩的极限抗力更大;微型桩加固土质边坡时的破坏模式为弯曲破坏,主要由于微型桩截面弯矩超限所导致,桩身破坏部位在滑面以下约4倍桩直径的深度位置;滑体横向变形作用下微型桩顶水平位移在开始阶段呈线性增加,随着滑体位移量逐渐增大,微型桩顶部与桩后岩土之间产生了脱空现象。