建筑垃圾与土工合成材料界面性能试验研究

建筑垃圾与土工合成材料的界面剪切性能直接影响建筑垃圾作为填料在加筋土结构中的应用。通过大型直剪试验研究了建筑垃圾的含水率和土工合成材料的种类对建筑垃圾与土工合成材料界面剪切性能的影响。建筑垃圾的含水率为1%、6%、12%和18%的4种状态。土工合成材料分别为双向塑料土工格栅、双向玻纤土工格栅和无纺土工布。试验结果表明提高建筑垃圾含水率会降低建筑垃圾与土工合成材料界面的峰值剪应力;对比不同的土工合成材料,含水率相同时,建筑垃圾与双向塑料土工格栅的界面峰值剪应力最大,其与双向玻纤土工格栅、无纺土工布的界面峰值剪应力接近;建筑垃圾与土工合成材料的界面相互作用系数高于天然填料与土工合成材料的相互作用系数。     

考虑格栅流变性的筋土台阶墙模型试验及其数值分析

为了研究格栅加筋墙的长期蠕变特性,在室内修筑了3台阶模型墙,对该试验的筋带和挡墙进行了长期蠕变试验。针对该模型建立了数值模型,采用粘弹塑性流变模型和粘弹性本构模型分别考虑填土与土工合成材料的非线性蠕变性,筋材与填土、填土与面板及面板之间的相互作用效应。在计算中反映逐层填筑过程,采用增量-初应变迭代法,对加筋挡墙的长期工作性能进行了分析。通过与实测结果的比较,分析得到了3台阶加筋墙的长期工作性能特性。     

土工合成材料与土界面剪切特性数值模拟

应用有限单元法,建立了土工合成材料拉拔试验计算模型,分析筋土界面力学行为,研究拉拔端不同位移时筋土界面摩阻力与筋材拉伸变形的分布特点,以及筋材刚度与试验超载对筋土界面摩阻力、筋材拉伸变形的影响。结果表明:筋土界面摩阻力并非均匀分布,位于拉拔端附近界面摩阻力有一峰值;对于高强度筋材,随着拉拔端拉伸位移的增大,峰值摩阻力逐渐后移,直至整个界面发生剪切滑动;筋材拉伸刚度与超载需匹配,超载越大,筋材刚度越高,筋材承载能力越强。     

土工合成材料界面直剪摩擦试验研究

该文通过土工合成材料与不同填料的直剪摩擦试验,研究土工合成材料的界面特性。并探讨了在直剪试验中,剪切速度对剪应力峰值强度的影响。     

公路土工合成材料测试中存在的问题与建议

随着土工合成材料在公路工程建设中日益广泛的应用,土工合成材料的测试技术在设计和施工中显得尤为重要。本文总结公路土工合成材料测试中存在的问题,分析了抗拉强度的判定、拉伸速率、取样方法及夹持部位对拉伸试验结果以及剪切速度和试验方法对界面摩擦试验结果的影响,指出渗透试验中法向加载与试样厚度确定方法之间的矛盾,并针对存在的问题提出一些建议。     

结构物-标准砂界面剪切机理及数值模拟分析

该文利用改进的直剪设备,进行了标准砂与木块、钢块和混凝土块的界面剪切试验,分析了剪切应力-剪切位移关系及抗剪强度指标变化规律,建立了符合剪切应力-位移关系的对数-双曲线模型,最后对剪切试验进行了数值模拟。结果显示:峰值剪切应力和峰值剪切位移呈正相关关系,混凝土-标准砂界面最大,钢-标准砂界面次之,木-标准砂界面最小;混凝土、钢、木与标准砂的界面摩擦角分别为22.50°、14.72°和11.22°,表观黏聚力集中在0~1 kPa范围内;硬化阶段采用对数模型,软化阶段采用双曲线模型,模型、试验峰值剪切位移差值的绝对值|δ_u-δ_f|均小于0.21 mm,模型、试验峰值剪切应力的比值τ_u/τ_f集中在0.96~1.03之间,模型的建立比较合理;数字模拟、试验峰值剪切应力的比值τ_s/τ_f集中在0.86~1.04之间,数值模拟拟合效果较好。     

风积沙与土工合成材料界面作用特性试验研究

通过室内拉拔摩擦试验研究风积沙与不同土工合成材料间的界面相互作用特性,得出了各级荷载作用下的r-△L及r-σ关系曲线;分析了曲线特征及土工格栅网格尺寸、形状对界面作用特性的影响,其结论为今后土工合成材料在风积沙的应用提供了理论依据。     

钢管混凝土的界面黏结-滑移性能数值分析研究

为了更好地描述钢管混凝土界面黏结-滑移关系,该文基于已有试验研究提出了适用于钢管混凝土界面黏结-滑移关系的简化模型,通过对比已有试验结果和黏结强度简化计算表达式的计算结果对公式的有效性进行了验证。基于简化黏结强度计算公式模型,该文结合数值分析软件中的非线性弹簧单元对已有钢管混凝土的短柱推出试验进行了数值分析,数值分析结果证明,简化黏结强度计算模型结合数值分析软件中的非线性弹簧可以有效地模拟钢管与混凝土之间的黏结-滑移关系。通过进一步建立考虑黏结-滑移、不考虑黏结-滑移、完全黏结3种钢管混凝土界面形式的数值分析模型,对钢管混凝土压、弯、扭3种力学性能进行模拟研究,最后发现考虑黏结-滑移模型与试验结果较为接近,不考虑黏结-滑移模型的计算结果小于试验结果,完全黏结模型计算结果大于试验结果。     

水平地震作用下单桩横向非线性动力响应的三维有限元数值模拟

针对水平地震作用下的桩土相互作用体系,利用有限元软件ANSYS建立了单桩-地基土系统三维有限元模型。运用此模型,对系统进行考虑地基土的材料非线性和桩土界面状态非线性的单桩横向地震响应计算,并进行了自由场响应的计算。计算结果表明:土体的材料非线性与桩土界面状态的非线性特性对单桩的横向水平地震响应有着一定的影响。     

基于Weibull分布的土-结构接触面剪切损伤模型研究

针对土-结构接触面剪切特性,基于现有统计损伤理论提出了土-结构接触面剪切损伤模型及模型参数的确定方法。利用大型直剪仪对红黏土-混凝土结构接触面进行直剪试验,分析了红黏土-结构接触面上剪应力-应变特性。根据试验结果得到红黏土-结构接触面剪切损伤模型的相关参数,建立了基于Weibull分布的损伤模型参数与法向应力的关系,并对模型进行了修正。最后将理论计算结果与试验结果进行了对比分析,验证了该模型的合理性。研究成果表明:法向应力水平越大,黏性土-结构接触面剪切软化现象越不显著,应力应变关系由软化型转变为弱软化型。通过对接触面直剪试验的成果进行验证,模型计算与试验结果吻合较好,证明了文中提出的剪切损伤模型具有能够充分反映土-结构接触面软化特性和应力状态的特点,模型参数较少。     

超静定土工格栅凸节点极限被动摩阻力计算方法

筋土界面强度是决定加筋土结构承载力和稳定性的重要因素之一。诸多研究表明,在传统土工合成材料的基础上设计附加结构形成的超静定土工合成材料可以有效提升筋土界面强度。然而,不同形式的附加结构对筋土界面强度的增强机理仍有待开展进一步研究。为此,以一种带有凸起节点结构的高摩阻超静定土工格栅(HRHG)为研究对象,在考虑HRHG节点两侧土体抗剪强度的基础上,基于极限平衡状态下的对数螺旋曲线滑裂面假设,建立了HRHG节点在极限状态下与土相互作用的力学解析模型。针对HRHG节点在筋土相互作用中的极限被动摩阻力进行了理论分析,给出了极限状态下HRHG节点被动摩阻力的计算方法;同时利用自主研发的大型直剪仪,在不同法向压力(30、50、80 kPa)下开展了以HRHG和普通双向格栅为研究对象,以低液限粉土为回填土的筋土直剪试验。试验结果对比表明：HRHG节点将筋土界面表观黏聚力和界面摩擦角分别提高了35.6%和14.3%,说明HRHG节点可以有效地提高筋土界面剪切强度。通过对比试验结果与理论推导结果,验证了所提出的极限状态下HRHG节点被动摩阻力计算方法的有效性,并进一步对计算方法进行了修正,以期为HRHG...     

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。     

基于承载板试验的风化千枚岩填料细观研究

为了解风化千枚岩填料在承载板试验中的细观变化,本文运用离散单元法颗粒流理论,采用粒间作用为平行黏结模型的圆球模拟土颗粒为研究对象,建立PFC2D计算模型,模拟了风化千枚岩颗粒在加载和卸荷状态下的应力-应变关系以及颗粒间的细观规律。数值计算结果和试验实测结果的比较表明:由p-l曲线计算的回弹模量值满足设计规范要求;位移场及接触应力场的变化现象与室内小型承载板试验宏观现象比较相似。     

动载作用下加筋土路基的计算模型研究

在前人工作的基础之上提出了一个新的动力荷载作用下加筋土路基的计算模型,该模型的土体采用动载作用下基于SMP(Spatial mobilized Plane)破坏准则的弹塑性动本构关系进行模拟,加筋材料的本构模型采用非线性多项式进行描述,筋土的相互作用采用双弹簧界面模型来模拟。模型中的参数可以通过常规的土工试验获得。基于该模型的数值分析与实测试验值进行了对比,证明了模型的正确性。结果表明,该模型能应用于工程实际。     

条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基的三维数值模拟分析

采用ABAQUS软件对条形面板加筋土挡墙拓宽旧路基建立三维弹塑性有限元模型,将新老路基与地基作为一个整体考虑,计算并分析不同工况新旧路基位移与应力分布、面板侧向位移、旧路基变形特征以及筋材应变的变化规律.结果表明,该三维有限元模型能够很好地模拟加筋拓宽路基变形、基底土压力变化、墙面侧向位移以及土工格栅应力应变的分布规律.     

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.     

土工合成材料直剪与拉拔联合试验仪的研制

介绍一种用于土工合成材料直剪和拉拔试验仪器的制作原理,试验测定结果表明:仪器结构简单,操作方便,是研究土与土工合成材料相互作用的良好仪器。     

土工合成材料拉伸特性试验研究

土工合成材料抗拉强度和变形特征是其重要特性指标,一般可通过无侧限压力条件下的室内土工合成材料拉伸试验测定。实际工程中,土工合成材料是在土中侧限压力条件下发挥作用,其强度指标与实验室无侧限压力条件得到强度指标的差异目前尚无定论。通过自制多功能拉伸试验仪对土工合成材料进行侧限压力下的室内拉伸试验,研究上覆压力、拉伸速率对3种土工合成材料拉伸性能的影响。结果表明:当有侧限约束时,随着上覆荷载的增大,土工合成材料割线模量提高,伸长率反而降低,其中格宾网伸长率的降低程度最大,达到84%;与无约束条件相比,侧限约束条件下单向塑料土工格栅和双向经编土工格栅拉伸强度提高,格宾网拉伸强度略有降低;无论拉伸速率多大,土工合成材料的伸长率在竖向荷载40 kPa时均降低,但降低幅度不大。由于筋材网格尺寸、材料性质不同会影响筋材和土的相互作用,故不同土工合成材料的拉伸特性受侧限约束条件的影响程度并非一样。最后根据试验结果,拟合出3种材料的拉伸强度与上覆荷载之间的线性回归方程。     

土工合成材料防止反射裂缝分析

文章对公路工程土工合成材料防止反射裂缝进行了分析。土工合成材料防止反射裂缝的功能作用,土工合成材料作为铺设层的适用性,简单分析反射裂缝及公路工程中铺设土工合成材料方法和注意事项。     

土工合成材料用于防治路面反射裂缝的设计

土工合成材料用于路面反射裂缝的防治。其效果是得到肯定的。但目前土工合成材料在沥青路面结构中应用的几种设计计算方法都存在不足，尚无普遍接受的理论分析方法。该文分析了土工合成材料防治路面裂缝的机理与影响因素，重点介绍了美国地沥青协会(AI)所提出的土工合成材料用于沥青罩面时。基于加筋作用和基于防水作用减薄罩面厚度的设计方法，并用算例详细说明了该设计方法的具体应用。