土工格栅加筋膨胀土的三轴试验研究

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玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土三轴试验

玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土三轴试验

筋、 饱 和 与 非 饱 和 的膨 胀 土 试 样 在 不 同 围压 下 的 固 结 不排 水 三 轴试 验 , 研 究其 强 度 特 性 的 变 化 。 结 果 表 明 : 饱 和 试
样破坏模 式表 现为塑性破坏 , 非饱 和试 样破 坏模 式表 现 为偏脆 性破 坏 ; 非 饱和 试样 达 到峰 值 强度 时的轴 向应 变
Ab s t r a c t : Th e e x pa ns i v e s o i l s a mp l e s r e i n f o r c e d wi t h b a s a l t ib f e r g e o g id r wi t h t h e s i z e o f 1 01 mm × 2 0 0 mm we r e a d o p t e d t o c a r r y o u t a s e ie r s o f CU t r i a x i a l t e s t s f o r r e i n f o r c e d a n d u nr e i n f o r c e d, s a t u r a t e d a n d u n s a t u r a t e d s o i l s a mp l e s u n d e r d i f f e r e n t c o n ini f n g p r e s s ur e s . Th e s t r e n g t h c h a r a c t e is r t i c s o f r e i n f o r c e d e x pa n s i v e s o i l s a mp l e s we r e r e s e a r c h e d . Th e r e s u l t s s ho we d t h a t t h e f a i l u r e mo d e o f s a t u r a t e d s o i l s wa s t h e

土工格栅加筋膨胀土的固结排水剪特性

土工格栅加筋膨胀土的固结排水剪特性

土工格栅加筋膨胀土的固结排水剪特性汪明元;于嫣华;李齐仁【期刊名称】《四川大学学报(工程科学版)》【年(卷),期】2010(042)002【摘要】以南水北调中线新乡渠段的膨胀性泥灰岩风化土为填料,聚酯(PET)双向土工格栅为筋材,对不同围压下未加筋及不同层数加筋的压实膨胀土进行了三轴固结排水剪试验.试验结果表明,其应力应变曲线均呈应变硬化型,加筋土的硬化程度提高,总体上符合Duncan-Chang非线弹性模型的双曲线关系;加筋土的初始屈服应力及峰值强度提高,且随加筋层数增多,其提高幅度增大;围压较大时,初始屈服的应力与应变较大,峰值强度较大;但随围压增大,加筋土峰值强度提高的幅度减小;加筋土的粘聚力有较大提高,但提高幅度与加筋层数的关系不显著;加筋土的内摩擦角也有不同程度提高,其提高幅度随加筋层数增多而增大.【总页数】5页(P64-68)【作者】汪明元;于嫣华;李齐仁【作者单位】中国水电顾问集团,华东勘测设计研究院,浙江,杭州,310014;长江科学院,水利部岩土力学与工程重点实验室,湖北,武汉,430010;长江科学院,水利部岩土力学与工程重点实验室,湖北,武汉,430010;中铁西南科学研究院有限公司,四川,成都,610031【正文语种】中文【中图分类】TU443【相关文献】1.玄武岩纤维土工格栅加筋膨胀土三轴试验 [J], 周健;徐洪钟2.加筋膨胀土边坡土工格栅的导水作用研究 [J], 赵亮;龚壁卫;李青云;丁金华;胡波3.土工格栅加筋膨胀土抗剪特性及边坡稳定性分析 [J], 叶万军;王鹏;毛久海;李小峰4.土工格栅加筋膨胀土边坡稳定性的分析方法及工程应用 [J], 张锐;龙明旭;兰天;郑健龙;GEOFF Chao5.土工格栅加筋膨胀土边坡稳定性的分析方法及工程应用 [J], 张锐;龙明旭;兰天;郑健龙;GEOFF Chao因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

加筋土不同布筋方式的三轴试验研究

加筋土不同布筋方式的三轴试验研究
~应变曲线为软化型时 , 其残余强度也提高) , 抑制 土体的膨胀 ,但土体的破坏应变并不随之相应地增 长 ,而呈无规律性 。
(2) 对应某一给定的 N 值 , 强度加筋效果系数 Rσ 随着围压的增大而减小 ,在加筋层数不变的情况 下 ,围压力小的时候 , 加筋土破坏时的强度 (σ1 σ3) fr 比对应的素土破坏时的强度 (σ1 - σ3) fs 提高的 百分率高 ,而在围压大的情况下 ,加筋土破坏时的强 度 (σ1 - σ3) fr 比对应的素土破坏时的强度 (σ1 σ3) fs 提高的百分率低 。这说明在加筋土的三轴试 验中 ,低围压的情况下 ,采用加筋的方法提高土体的 强度更为合理 ,更为有效 。
(2) 单向布筋的加筋土 , 随着剪应力的增大 , 土
体将沿着强度薄弱的面发生剪切破坏 。由于加筋是
单向的 ,该剪切面避开了加筋 ,加筋作用未能得到发
挥 ,从而使得单向加筋土的抗剪强度与未加筋的素
土相近 。而对于双向布筋的加筋土 ,由于节点自由 ,
土体在剪切过程中加筋节点未形成“锚固”效应 , 当
剪应力较大时甚至可以滑移 , 但由于筋带呈网状布
(3) 打包带单向σ3c = 200kPa 时加筋四层的主应 力差有明显提高 , 其他情况下的曲线均互相接近 。
图 4 双向加筋的应力~应变曲线
312 加筋效果评价
为评价土工合成材料对加筋土的影响引入加筋
效果系数 Rσ[5 ] :
Rσ =
(σ1 - σ3) fr (σ1 - σ3) fs
式中 Rσ ———强度加筋系数 ; (σ1 - σ3) fr ———加筋土破坏时的主应力差 ; (σ1 - σ3) fs ———相同素土破坏时的主应力差 。
良砂 。
筋材采用变形特性和表面性能与聚丙烯土工带

重塑膨胀土三轴增湿变形及力学特性的试验研究

重塑膨胀土三轴增湿变形及力学特性的试验研究

s h e a r i n g s t r e n g t h r e d u c e s q u i c k l y ; a n d, w h e r e a s , a d e s c e n d i n g t e n d e n c y o f s t r e s s — s t r a i n C H I V e h a p p e n i n t h e p r o c e s s o f w e t t i n g wh i c h s h o ws t h e v o l u me d e f o ma r t i o n i s mo r e t h a n t h e s h e a r d e f o r ma t i o n 。 T h e v o l u me d e f o r ma t i o n i s d e c r e se a s a s t h e w a t e r c o n t e n t i n c r e se a s u n d e r t h e i d e n t i c a l s t r e s s c o n d i t i o n, t h e s o i l s a mp l e p r e s e n t s e x p a n d i n g . T h e s t r e s s i s s ma ll e r , t h e v o l u me d e f o r ma t i o n o f e x p a n s i v e s o i l i s
四川建筑科学研究
1 6 O
S i c h u a n B u i l d i n g S c i e n c e
第4 0卷
第 1期
2 0 1 4年 2月

土工格栅加筋土三轴试验研究

土工格栅加筋土三轴试验研究
Shosr Ln (9 4年 ) c l e 和 o g 17 s …首先用 三轴试验 对用金 属
条作为加筋材料 的加 筋砂 土进行 了研究 。在此 以后 , 多学 许
者也利用三轴试验研究加筋 土。加筋材 料主要有 合成纤维 、
试 验 采 用 固 结 不 排 水 剪 ( U) 剪 切 速 率 控 制 为 C , 0 3m / n 为考虑 围压 的影响 , . m mi, 采取 0 5 、0 、0 P 、0 10 2 0k a四 种围压条件 。当试样破 坏或剪 切至轴 向应变 的 1 % 时停 止 5 剪切 , 完成后 即卸样 。
2 试 验 结 果
土工格栅 、 玻璃纤维 、 土工 织物等 。赵 川等 (0 1年 ) 通 过 20 大型三轴压缩 试 验研 究 了土 工格 栅 加筋 碎 石土 、 昌富 等 陈 ( 0 7年 ) 用室 内三轴 试验 方法研 究 了草根 加筋 土 、 景 20 吴 海等( 0 2年 ) 通过三轴压 缩试验 比较 了六种土 工合成材 20 料对砂土的加 筋效果 、 望 国等 ( 0 0年 ) 进行 加筋 强 风 徐 21
di1 .9 9 ji n 10 -2 52 1. 60 2 o:0 3 6/.s .0 193 . 0 0 . 2 s 1
21 0 1年增刊 1・ E R I E P A LR V R 人 民珠 江
土工 蒙
50 1 ) 160 ( 中水珠江规划勘测设计 有限公司 , 广东 广 州
法来提 高土的强度更为合理 、 有效。
关键 词 : 工格 栅 ; 筋 土 ; 轴 试 验 ; 力 应 变 ; 剪 强度 土 加 三 应 抗
中图分 类号 :V 9 T 4
0 前 言
文献标识码 : B

高强土工格室加筋砂土性状的三轴试验

高强土工格室加筋砂土性状的三轴试验

高强土工格室加筋砂土性状的三轴试验彭艾鑫;张孟喜;朱华超【摘要】Strength and deformation characteristics of geocell reinforced soil were studied in a triaxial test. Factors that affected strength and their variation pattern were investi-gated under different reinforcement conditions. With the same amount of reinforcement, choice of reasonable and economical reinforcement forms was analyzed. The following re-sults are obtained. Strength and anti-deformation capacity of the soil are clearly intensified with reinforcement. Strength is far more improved by increasing the height of geocell than reducing the node spacing when the confining pressure is constant. With the same amount of reinforcement, using large cell height and low reinforced layers is more reasonable. Anal-ysis of the reinforcement effect coefficient and strength shows that the coefficient is reduced with the increasing of confining pressure. Cohesive strength and angle of internal friction of the soil are improved by geocell reinforcement. The improvement of cohesive strength is more significant.%通过三轴试验方法研究了高强土工格室加筋土的强度及其变形破坏特性,探论了在不同加筋情况下,土工格室加筋土强度影响因素及其变化规律,分析了在筋材用量相同的情况下,如何选择更合理、更经济的加筋形式.试验结果表明:加筋后土体的强度和抵抗变形的能力明显增强;在围压一定的情况下,格室高度的提升对加筋土强度的提升程度远远大于节点间距减小的影响;在筋材用量相同时,选择格室高度高但是相对层数少的加筋方式更合理;对加筋效果系数和强度参数分析发现,随着围压的增加,加筋效果系数降低,土工格室加筋有助于提高土体的黏聚力和增大内摩擦角,其中黏聚力的提高更显著.【期刊名称】《上海大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(023)004【总页数】10页(P590-599)【关键词】三轴试验;高强土工格室;加筋土;筋材用量【作者】彭艾鑫;张孟喜;朱华超【作者单位】上海大学土木工程系, 上海200444;上海大学土木工程系, 上海200444;上海大学土木工程系, 上海200444【正文语种】中文【中图分类】U211.3加筋土概念是20世纪60年代初,由法国工程师Henri Vidal首先提出的.他通过三轴试验研究了土中掺入纤维的材料,发现可提高土体强度,从此将这种复合材料取名为加筋土,并提出了加筋土的新理念.目前,使用最广泛的研究加筋土加筋机理的方法是三轴压缩试验.Schdosser等[1]首先用三轴压缩试验研究了金属条加筋砂土.陈昌富等[2]对草根加筋土的强度特性进行了三轴试验研究,提出草根加筋土主要提高了土的黏聚力,而对内摩擦角的影响较小.施利国等[3]等则研究了聚丙烯纤维加筋灰土的三轴强度特性.陈群等[4]分别研究了玻纤塑料窗纱与有纺土工织物加筋土强度特性,这两种不同材料加筋土样的黏聚力与内摩擦角均有明显提高,只是提高的程度不同.刘芳等[5]进行的三轴试验研究了玻璃纤维土的加筋效果,认为玻璃纤维土的加筋效果与玻璃纤维的掺入量、玻璃纤维的密实度、试样的密实度以及围压等因素有关.魏红卫等[6]对土工合成材料加筋黏性土进行了三轴试验,认为加筋对土体强度的增强作用存在滞后现象,而且加筋能够明显抑制土体的剪胀变形.雷胜友[7]以涤纶布为加筋材料,研究了加筋黄土的强度特性.赵川等[8]进行了大型三轴试验,探讨了土工格栅加筋碎石土的强度及力学特性.吴景海[9]为了比较5种国产土工合成材料的加筋效果,分别对其进行了三轴试验.张孟喜等[10-12]通过室内三轴试验对立体加筋方式进行了较为全面的研究和探讨,结果表明立体加筋对比于传统的水平加筋,其强度有了很大幅度的提高.Latha等[13]则研究了水平纤维加筋层、分散的纤维条、纤维土工格室3种加筋砂土的强度特性.Chen等[14]通过三轴试验研究了纸质土工格室对加筋砂力学特性和强度的影响.Rajagopal等[15]研究了单层加筋和多层加筋砂土的强度特性.Nair等[16]通过大直径三轴试验研究了土工格栅加筋土在静力和循环荷载作用下的强度和刚度特性,结果发现平面加筋在达到3层后,如果再增加加筋层数不会再取得额外的加筋效果.这为实际工程设计提供了最优选择的试验支持.对于土工格室这种立体的新型土工合成材料,其加筋机理与传统的平面加筋材料有很大区别.目前,对土工格室加筋体的研究还不够完善,针对这种高强土工格室的研究也很缺乏,因此深入研究土工格室加筋土具有重要的理论价值和实际意义.本工作以高强土工格室作为主要研究对象,通过三轴试验对不同形式的土工格室加筋砂的强度特性进行了研究,探讨了加筋土应力-应变关系、加筋效果系数以及在相同筋材用量下如何选择更经济更合理的加筋形式,为加筋土理论研究和施工设计奠定了坚实的基础.1.1 试验设备与流程三轴剪力仪采用南京电力自动化设备总厂生产的SJ-1A型应变控制式三轴剪力仪.该设备由实验机、压力室、测控系统、试样制备工具4个部分组成.把制备好的试样用橡皮膜包裹好安放在压力室的试样座上,使其与测量系统连接,周围压力的大小由调节旋钮调节.试验时,实验机经齿轮传动系统,使压力室以一定的速率上升,从而使试样在活塞杆作用下产生轴向压缩应变.根据量力环的变形量,即可确定对试样施加的轴向应力的大小.同时体变管可测体积变化量,通过空隙压力测量单元测读试样内部空隙压力的变化,直至试样剪损破坏为止.1.2 试验材料(1)砂样.试验选用土样为福建砂,为了减少填料水分对试验结果的影响,控制砂土的含水率w=5%,砂土的物理性质指标如表1所示,其颗粒级配分布曲线如图1所示. (2)筋材.试验所用的高强土工格室为仪征市佳和土工材料有限公司特殊加工的土工格室.格室的条带材质为改性聚乙烯,格室的抗拉强度高于一般的土工格室,但其延伸率相对有所下降.由于格室的尺寸较小,所以条带采用类似订书钉的钉子连接而成(见图2),网带厚度为0.45±0.10mm.1.3 试验方法和工况在试样制备过程中,将制作好的土工格室放置于砂中.由于土工格室为柔性结构,因此在安装过程中需要用小木棒将每个网格单元完全撑开,并在规定位置上固定,以保证三层筋材在试样中上下位置对齐.土工格室在试样中的位置如图3所示.为控制试样有相同的密实度,用天平称量4份相同质量的砂分层放入护筒中,每层用相同的击实方法击实相同的次数.达到高度标准后,将砂层整平刮毛放入土工格室.装样完成后,用真空泵(连接孔压阀门)将试样内部抽成真空,使试样在护筒拿下之后能够竖立.试样制备完成后,注水,加围压.当围压增加到30~40 kPa后,将试样孔压阀门打开卸真空,使试样处于土层自然状态.当围压到达指定值后,关上孔压及排水阀门,使试样处于不固结、不排水状态.本工作共设计了5种试验工况(见表2).各工况以格室高度、格室焊距、筋材层数为变量.设工况2的土工格室材料用量为M,工况4与工况2的筋材用量相同.设工况3的土工格室材料用量为N,工况5与工况3的筋材用量相同.工况2和工况3的试样都均匀布置3层筋材,3层筋材上下对齐、位置统一,筋材间距为55 mm.工况4和工况5的试样均匀布置2层筋材.为保证相同的埋置深度,选择埋置最靠近试样顶面的2层筋材.工况2,3和工况4,5是为了比较格室焊距对加筋效果的影响,工况2,4和工况3,5是为了研究加筋率基本相同的情况下,格室高度和筋材层数对加筋效果的影响.每种工况均在50,100和200 kPa 3种围压下进行三轴试验.试样破坏标准如下:①当存在峰值时,以σ1-σ3的峰值点为破坏点;②当无峰值时,取15%轴向应变时的主应力差确定破坏点.2.1 应力-应变曲线及分析2.1.1 节点间距d的影响为了研究不同节点间距对加筋土应力-应变的影响,分析了工况2~工况5在相同围压不同节点间距时土工格室的应力-应变,结果如图4和5所示.从图4和5可以看出,土工格室加筋土的峰值应力是随着格室高度的增加而增大的.当格室高度相同时,在不同围压下,纯砂和不同节点间距的土工格室加筋土的应力-应变曲线的基本趋势相同,并且节点间距越小峰值应力越大,只是差距不明显.特别是当围压很低时,这种差距几乎不存在.在格室高度为2 cm,围压为50 kPa时,节点间距为5.0 cm的土工格室加筋土应力-应变曲线在出现峰值后软化特别明显,承载力最终降低到与纯砂相似.这是因为格室在达到极限承载力时,已经遭到了破坏.但当围压升高时并没有出现这种现象,这说明土工格室在高围压下更能发挥出约束土壤的作用.2.1.2 格室高度h及层数n的影响在保证筋材用量相同的情况下,对比了格室节点间距相同,而格室高度和加筋层数不同时对应力-应变的影响,结果如图6所示.可以看出,在筋材用量相同时,格室的高度在提高土工格室加筋土峰值应力中起到了关键的作用.即使少加了一层土工格室,格室高的加筋土的峰值应力较格室低的加筋土的极限承载力提高了200 kPa左右.与此同时,节点间距起到的作用就不是特别明显了.特别地,当围压升高时,节点间距减小对峰值应力的提高效果更不明显.这一结果说明,在筋材使用量不变的情况下,可通过提高格室高度、减少加筋层数、简化加筋步骤来提高加筋效果.2.2 加筋效果系数分析不同形式的土工格室加筋砂的峰值主应力在不同围压下均高于纯砂的峰值主应力,但是提高程度不同.为了更好地对比不同形式的土工格室加筋后砂样的强度变化,引入了加筋效果系数Rσ:式中,Rσ为强度加筋效果系数,为加筋砂破坏时的主应力差,(σ1-σ3)f为无筋砂破坏时的主应力差.通过式(1)可计算出各组试样的强度加筋效果系数,如图7所示.从图7可以看出,不同形式的土工格室加筋砂的加筋效果系数均大于1(在1.218~1.995之间),低围压下的加筋效果系数高于高围压.综合来看,格室高度为2 cm的土工格室加筋砂的加筋效果系数小于高度为3 cm的土工格室,但是节点间距为2.5和5.0 cm的土工格室加筋砂的加筋效果系数相差不大.在实际工程中,结合经济性考虑,使用格室高度较高、加筋层数较少的加筋方式更为经济.2.3 强度特性分析各种工况的p-q具体数值如表3所示,曲线如图8所示,其中p=(σ1+σ3)/2,q= (σ1-σ3)/2.由p-q曲线得到线性拟合回归方程和总离差平方和,通过计算得到加筋土的黏聚力c、内摩擦角φ(见表4).从图8和表4中的强度参数可以得出,无论何种形式的加筋都提高了纯砂的c,φ值,其中对c值的提高较为明显,从86.25 kPa提高至109.03 kPa,对φ值由0.80◦提高至4.23◦,相应的tanφ也从0.014提高到0.074.这主要是因为格室对土体提供的侧向约束力大于摩擦力,所以土体的c值提升比φ值明显.然而格室高度的变化对c,φ值的影响较节点间距的变化大很多.当节点间距相同时,格室高度增加,相应的c值会提高17 kPa左右.当格室高度相同时,节点间距减小,相应的c值只提高了5 kPa左右.格室高度增加对c值的提高程度是节点间距减小的300%以上.这再一次证明了格室高度在提高加筋土强度方面起到的关键作用.2.4 破坏形态纯砂试样与加筋砂试样剪切破坏后的形态如图9所示,其中纯砂试样破坏形态如图9(a)所示,呈现塑性破坏,中间鼓胀、两端变形较小;土工格室加筋砂试样破坏形态如图9(b)所示,可以看出上下层由于土工格室的约束作用,变形较纯砂试样小了很多,中间层的变形也呈现出几个凸出点.这可能是因为在格室破坏的地方,砂体外部的约束力降低所造成的.格室破坏形态(见图10)均为节点破坏,在应力-应变曲线中体现在突变点处.筋材节点破坏时,轴向力会突然下降.随着轴向应变的增加,轴向力会有一定幅度的回升,原因是破坏的土工格室基本都位于中间一层,上下两层的土工格室未被破坏,而且破坏的筋材一般是节点逐个破坏,在其他节点还没完全破坏时,整个加筋体还能继续承受轴向力.(1)高强土工格室加筋土的峰值应力与格室高度和格室的节点间距有关,并随着高度的增加、节点间距的减小而提高,其中格室高度的影响更显著.(2)在土工格室用量相同的情况下,提高土工格室高度、减少加筋层数是更优的选择.(3)不同形式的土工格室在加筋后均提高了砂土的强度,不仅增强了黏聚力c,也增大了内摩擦角φ,但是增强的程度不同,其中土工格室加筋主要以增强砂土的黏聚力为主,对砂土的内摩擦角也有一定的提高.【相关文献】[1]SCHDOSSER F,LONG N T.Recent resu lt in French research on reinforcedearth[J].Journal of the Construction Division,1974,100:223-237.[2]陈昌富,刘怀星,李亚平.草根加筋土的室内三轴试验研究[J].岩土力学,2007,28(10):2041-2045.[3]施利国,张孟喜,曹鹏.聚丙烯纤维加筋灰土的三轴强度特性[J].岩土力学,2011,32(9):2721-2728.[4]陈群,刘垂远,何昌荣.对两种材料加筋土的三轴试验研究[J].路基工程,2009(1):48-50.[5]刘芳,孙红,葛修润.玻璃纤维土的三轴试验研究[J].上海交通大学学报,2011,45(5):762-771.[6]魏红卫,喻泽红,尹华伟.土工合成材料加筋粘性土的三轴试验研究[J].工程力学,2007,24(5): 107-113.[7]雷胜友.加筋黄土的三轴试验研究[J].西安公路交通大学学报,2000,20(2):1-5.[8]赵川,周亦唐.土工格栅加筋碎石土大型三轴试验研究[J].岩土力学,2001,22(4):419-422.[9]吴景海.土工合成材料与土工合成材料加筋砂土的相关特性[J].岩土力学,2005,26(4):538-541.[10]张孟喜,闵兴.单层立体加筋砂土性状的三轴试验研究[J].岩土工程学报,2006,28(8):931-936.[11]张孟喜,张石磊,黄瑾.低超载下条带式带齿加筋界面特性[J].岩土工程学报,2007,29(11): 1623-1629.[12]张孟喜,陈高峰,朱引,等.H-V加筋饱和砂土性状的三轴试验研究[J].岩土力学,2010,31(5): 1345-1351.[13]LATHAG M,MURTHY V S.Eff ect of reinforcement formon the behavior of geosynthetic reinforced sand[J].Geotextiles and Geomembranes,2007,25:23-32.[14]CHEN R H,HUANG Y W,HUANG F C.Confinement eff ect of geocells on sand samples under triaxial compression[J].Geotextiles and Geomembranes,2013,37:35-44.[15]RAJAGOpALK,KRISHNASWAMY N R,LATHAG M.Behaviour of sand confined with single and multiple geocells[J].Geotextiles and Geomembranes,1999,17(3):171-184. [16]NAIR AM,LATHAG rge diameter triaxial tests on geosynthetic-reinforced granular subbases[J].Journal of Materials in Civil Engineering,2014,27(4):04014148.。

土工格栅加筋橡胶碎石动力特性试验研究

土工格栅加筋橡胶碎石动力特性试验研究

土工格栅加筋橡胶碎石动力特性试验研究
蔡永明;王志杰;齐逸飞;杨广庆;王贺
【期刊名称】《岩土力学》
【年(卷),期】2024(45)1
【摘要】土工格栅加筋是提升橡胶碎石混合料承载能力的重要方式。

为探究土工格栅加筋橡胶碎石复合体动力特性及其作用机制,基于分级循环荷载作用下大型三轴试验,对3种代表性橡胶掺量碎石混合料进行不同层数土工格栅加筋,分析其累积塑性应变、滞回曲线发展演化规律,对比动弹性模量、阻尼比等动力特性关键参数,探讨耦合作用影响机制。

研究结果表明:同级动应力作用下土工格栅加筋可减缓累积塑性应变的增大,随着加筋层数的增多,加筋效果更为明显;橡胶掺量增加可提升试样延性,但导致承载能大幅降低,不利于筋材加筋效果的发挥;滞回曲线形态主要取决于橡胶掺量,随着橡胶掺量增加,其形态更加饱满、倾斜,其排列更加稀疏;土工格栅加筋可提升复合体动弹性模量,并随筋材层数增多呈现出明显增长阶段;橡胶掺量对阻尼比初始值以及变化趋势产生主要影响。

【总页数】11页(P87-96)
【作者】蔡永明;王志杰;齐逸飞;杨广庆;王贺
【作者单位】石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室;石家庄铁道大学土木工程学院;石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TU411.3
【相关文献】
1.刚性基础下土工格栅加筋碎石垫层变形特性试验研究
2.双向土工格栅加筋水稳碎石力学特性试验研究
3.加筋碎石垫层中双层土工格栅拉力特性试验研究
4.土工格栅加筋橡胶碎石混合料大型三轴试验研究
5.土工格栅加筋橡胶砂强度特性试验研究
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纤维加筋膨胀土的三轴蠕变特性试验研究

纤维加筋膨胀土的三轴蠕变特性试验研究

纤维加筋膨胀土的三轴蠕变特性试验研究陈晓雪;独莎莎;张丹;李博;季婷媛【摘要】为了初步探究纤维加筋膨胀土的蠕变特性,采用室内非饱和三轴蠕变试验,分析了初始含水率和纤维掺量两个因素对玄武岩纤维加筋膨胀土蠕变特性的影响,通过等时应力-应变曲线得出加筋土的长期强度,并尝试建立了纤维加筋膨胀土的蠕变模型,得到的结论主要有以下几点:通过对比分级加载条件下的应变-时间曲线,发现纤维加筋对于减小膨胀土的蠕变变形有显著的作用,并存在最优纤维掺量,当纤维掺量超过最优纤维掺量,蠕变效应无显著改善;纤维加筋膨胀土的蠕变变形随着含水率的减小而减小,并存在最优含水率,当小于最优含水率时蠕变效应无明显改善;纤维加筋可以显著提高膨胀土的长期强度,纤维掺量分别为0.4%和0.6%的加筋土长期强度比相同条件下的素土分别提高了26.7%和23.3%;通过拟合,得到了Mesri蠕变模型参数,认为该模型从总体上可以反映纤维加筋膨胀土的三轴蠕变特性.%Studies on the properties and improvements of expansive soil have drawn more and more attentions because of many engineering accidents caused by deformation of expansive soil.In order to investigate the creep characteristics of fiber reinforced expansive soil,unsaturated triaxial creep tests are carried out with the consideration of the influence of water content and reinforcement ratio of basalt fiber mixed into the expansive soil.Long-term strength of the fiber reinforced expensive soil is analyzed through isochronous stress-strain curves.Meanwhile,Mesri creep model is established and verified.The main conclusions are as follows:By comparing strain-time curve,it finds that the fiber reinforced expansive soil has an obvious role on reducing creep deformation.However,there exists anoptimal reinforcement rate.If fiber content surpasses the optimal reinforcement rate,the creep effect cannot be significantly decreased.The creep properties of the fiber reinforced expansive soil increase as the moisture content decreases.They have the optimum moisture content.If less than the optimum moisture content,the creep effect cannot be significantly increased.Isochronous stress-strain curves can be obtained from the straintime curve at different load levels.The long-term strength of the samples can be figured out according to the inflexion point of isochronous stress-strain curves.Long-term strength of expansive soil can be significantly improved by fiber reinforcement.In the test,the long-term strength of 0.4%reinforced expansive soil is improved by 26.7% compared with pure soil under the same condition.The long-term strength of 0.6%reinforced expansive soil is improved by 23.3%.Mesri creep model can generally reflect the triaxial creep characteristics of fiber reinforced expansive soil.【期刊名称】《工程地质学报》【年(卷),期】2017(025)001【总页数】8页(P80-87)【关键词】纤维加筋膨胀土三轴蠕变试验Mesri蠕变模型玄武岩纤维【作者】陈晓雪;独莎莎;张丹;李博;季婷媛【作者单位】南京大学地球科学与工程学院南京 210023;南京大学地球科学与工程学院南京 210023;交通运输部公路科学研究所北京 100088;南京大学地球科学与工程学院南京 210023;南京大学地球科学与工程学院南京 210023;南京大学地球科学与工程学院南京 210023【正文语种】中文【中图分类】P642.3膨胀土是一种具有显著的吸水膨胀且失水收缩性质的特殊黏性土,土中黏粒主要由亲水性矿物组成,其自由膨胀率大于或等于40%(卢廷浩, 2005)。

土工格栅加筋土的强度和刚度特性试验研究

土工格栅加筋土的强度和刚度特性试验研究

土工格栅加筋土的强度和刚度特性试验研究崔纲;胡幼常;毛爱民【摘要】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。

【期刊名称】《交通运输研究》【年(卷),期】2016(002)001【总页数】4页(P77-80)【关键词】道路工程;土工格栅加筋土;无侧限抗压试验;回弹模量试验;强度;刚度【作者】崔纲;胡幼常;毛爱民【作者单位】[1]新疆交通建设管理局,新疆乌鲁木齐830049;[2]武汉理工大学交通学院,湖北武汉430063;[3]新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院,新疆乌鲁木齐830006【正文语种】中文【中图分类】U414.03第2卷第1期| 2016年2月20世纪60年代,法国工程师Henri Vidal根据三轴试验结果提出了加筋土的概念,他随后的研究工作促进了加筋土技术在挡土墙、边坡和路基中的广泛应用,并为现代加筋土技术的发展奠定了基础[1]。

加筋土结构工程特性优良,造价低廉,在土木工程领域得到迅速推广。

而加筋材料也由最初的金属片材变成由聚乙烯、聚丙烯为主要原料共聚而成的土工合成材料[2]。

土工布、土工格栅是比较常见的两种土工合成材料,大约在20世纪70~80年代引入我国,并逐渐在公路、铁路、水利等工程中应用[3]。

大量的研究表明,具有网孔结构的土工格栅用来加筋粗粒土所获得的加筋效果非常好[3],并且有优良的抗震性能[4-5]。

而在新疆地区的公路建设中,路基填料大多数为卵(砾)石、风积沙等粗粒土,新疆又是地震多发区,所以适合推广土工格栅加筋土技术,但目前这种技术在新疆公路工程中的应用还很少。

南水北调中线南阳段加筋膨胀土三轴试验研究

南水北调中线南阳段加筋膨胀土三轴试验研究

果 系数评价表 明, 加筋 比不加筋 效果要好 , 其 中低 围压 下的加筋效 果较 明显 , 随着 围压 的增 大, 加 筋效果越 来越 不明显 ; 加 筋后土体 的固结排 水量增大 , 其原 因是 土工格栅 在一定程度上具有排 水通道 作用。
关 键 词 :土 工 格 栅 ;膨 胀 土 ;强 度 指 标 ;加 筋 效 果 系数 ;南 水 北 调 中线
摘 要 : 以南水北调 中线工程 南阳段膨胀 土为研 究对象 , 选取 高密度聚 乙烯土 工格栅 为加 筋材料 , 对不 同围压 下未加 筋 及 不 同加筋层数 的膨 胀土进行 了三轴排水剪切试验 。结果表明 : 无论素膨胀 土还是加 筋的膨胀土 , 其应 力一 应 变曲线均 呈应 变硬化特征 , 整体形 态符合双 曲线 关 系; 随着围压 的增 大 , 初 始屈服应 力、 应 变及 破坏 时的主应 力差 随之增 大, 但是 加 筋土破坏 时的主应 力差提 高的幅度减 小; 加 筋使 膨胀土的峰值 应力 、 内摩擦 角和黏聚 力都有较 为明显 的提 高; 加 筋效
Ab s t r a c t :Hi g h d e n s i t y p o l y e t h y l e n e g e o g r i d wa s a d o p t e d t o r e i n f o r c e t h e we a t h e r e d e x p a n s i v e s o i l i n t h e Na n y a n g s e c t i o n o f t h e Mi d l i n e o f S o u t h
中图分 类号 :T V 2 2 3 . 2
文献标 志码 : A
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 0 — 1 3 7 9 . 2 0 1 3 . 0 8 . 0 4 1

土工格栅加筋土三轴试验研究

土工格栅加筋土三轴试验研究

Abs t r a c t : The g e o g r i d r e i n f o r c e d s o i l s t r e n g t h a n d d e f o r ma t i o n a n d d a ma g e c h a r a c t e r i s t i c s t h r o u g h a r e s t u d i e d b y t r i a x i a l t e s t me t h o ds .I n d i f f e r e n t s t i f f e n e r s ,t he f a c t o r o f g e o g r i d r e i n f o r c e d s o i l s t r e n g t h a nd i t s c h a n g e l a w
r e i n f o r c e me n t i n t h e p r o c e s s o f s o i l s h e a r f a i l u r e a r e a n a l y z e d .T h e r e s u l t s h o ws :( 1 )R e i n f o r c e d s o i l b e h i n d
S t u d y o n g e o g r i d r e i n f o r c e d s o i l t r i a x i a l t e s t
ZHANG To n g — we i ,ZHAO Yi n g . y i n g ,Z H AO Ya n g . y a ng
第3 2卷 第 1 期
2 01 3 年 2 月
河南理工大学学报 ( 自然 科 学 版 )

加筋挡土墙在膨胀土地区应用的研究分析

加筋挡土墙在膨胀土地区应用的研究分析

水处理对抑制挡土墙 变形及 不均 匀沉 降具有 非常重要的作 用。本文 的研 究对在膨胀土地 区采用加 筋挡 土墙 的合 理性和有效控制影 响工程质量 的因素有重要的参考价值 。 关 键 词 : 胀 土 ; 筋挡 土墙 ; 压 力 膨 加 土 中 图分 类 号 : U 4 T 43 文 献标 识 码 : A 文 章 编 号 :l7一 l4 (00 O_ 06 — 0 62 142 1 )4_ 19 5
C E G Xnx g Q hn— n Z OX n— e H N i i , I agj , HA igw i -n C u
( ci —uln n ut u e n eg ntu ,施 ’n ha i 10 3 hr Mah ebi i n d gI sySryadD s  ̄Iste d r v i it a ,Sar 04 ,C i  ̄ 7  ̄)
Re e r h a a y i n Ap lc to fRen o c d Ea t s a c nd An l ss o p ia i n o i f r e r h
Rean n ali p n ie S i Ar t ii g W l n Ex a sv ol e a
Ab ta t sr c :Bae n tefu d t n w r so eti rn fr rs b tto sd o o n ai o k fac ranta s me u sain,tef l etrsac e a eb e d o eri. h o o h edts ee rh sh v e nma efrt en i h
ta h s a ue eoeteri a1 h eh rzna d v ria eomain r f ciey rsrie yri o cd sr s h h toe me s r b fr l etan db en re ti .T e n d f ln c o v f p

加筋膨胀土筋土界面特性的试验研究

加筋膨胀土筋土界面特性的试验研究
out
expansiVe soils.And
1 92
contrast
pullout tests by the
pull—out test system of CSLB-O 1 with the Baise,Njngming expansive soil.Therefore, the felationship
results(c、伊、厂).It
is essentialto multiplied by

safety
coemcient
about
1.5~1.8.
on
Through the research
the interface parameters and interaction property
between expansiVe soil and geogrids,and compared with the shear strength of expansive soil in direct shear test,we
筋膨胀土工程设计中用似摩擦系数厂作为参数更为合理,并需乘以取值为1.5~
1.8的安全系数。
通过研究筋土界面的参数取值以及相互作用特性,对比素膨胀土直剪试验得
到的抗剪强度,发现拉拔试验所得筋土界面参数(c、妒值)只有它的十分之一 左右,表明筋土间的界面作用并不是柔性支护处治膨胀土堑坡的关键因素,其工
作机理宜从加筋体的“包箍效应’’来加以解释。 关键词:膨胀土;土工格栅;加筋土;拉拔试验;影响因素;界面参数
drawing force.Under the same conditions,the drawing force tested in the summer is

土工格栅与膨胀土相互作用的拉拔试验研究

土工格栅与膨胀土相互作用的拉拔试验研究

土工格栅与膨胀土相互作用的拉拔试验研究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泛,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,人们不断研制开发各种试验设备进行加筋机理和设计参数试验研究。

长沙理工大学西部膨胀土项目课题组在广西南友路采取柔性加筋技术成功地对膨胀土路基进行了处治,为了给项目提供筋土间相互作用设计参数及开展加筋机理的研究,有必要开展土工格栅与膨胀土相互作用拉拔试验研究。

为此,本文开展了如下研究:1、分析了国内外已研发的拉拔试验设备的优缺点,考虑到新开发的试验系统应具有的综合功能,即不但可用于正常土,还可以用于特殊土;除了能方便获取筋土界面参数外,还可逐步扩展到研究加筋土体及其剪切带。

自主研制开发了大型数控拉拔试验系统(CS-LB01)。

2、对新研制的大型数控拉拔试验系统(CS-LB01)进行性能测试,给出了规范化的操作流程及有关注意事项。

试验表明,该系统能较好模拟土工格栅在膨胀土中的工作状态,准确提供筋土界面间的受力、变形及变化规律,从而方便试验参数的采集及对土中加筋作用机理的研究。

3、模拟实际工况,通过对广西宁明灰黑膨胀土与TGDG35型号格栅在不同拉拔影响因素(上覆压力、土的含水率、拉拔速度、格栅的尺寸、试验时土体的温度、土的种类、格栅的型号、土与盒(箱)壁的摩擦作用、土样的压实度)的系列拉拔试验,获取了界面参数并分析各影响因素对拉拔阻力、界面摩擦强度、筋土界面剪应力分布、界面作用系数及似摩擦系数的影响,通过对格栅不同长度的拉拔试验提出加筋长度的确定方法。

4、用Ansys软件模拟了筋土间的拉拔试验过程,提出了一个用于模拟其接触
面变形特性的计算模型,并将计算结果与试验结果比较,两者基本吻合,验证了该模型的合理性。

加筋土结构筋-土界面特性研究进展

加筋土结构筋-土界面特性研究进展

加筋土结构筋-土界面特性研究进展作者:任非凡刘铨来源:《西部交通科技》2020年第04期摘要:加筋土结构在公路特别是高速公路的地基、路堤以及挡墙中有着非常多的应用,筋-土界面特性是加筋土结构设计的前提和基础,也是研究其工作特性、破坏模式和加固机理的重要途径。

文章从试验、数值分析和理论解析三个方面,归纳总结了国内外土工合成材料筋-土界面特性研究进展。

研究结果表明:(1)试验研究方面:国内外学者主要通过拉拔试验、直剪试验、三轴试验等方法探究了筋材类型与模量、填土类型与力学特性、试验边界条件、加载方式和上覆荷载等因素对界面特性的影响;(2)数值分析方面:有限元法和离散元法作为最常用分析筋-土界面特性的数值模拟方法,已经越来越多地用于验证模型的正确性和分析筋-土界面特性的影响因素,近年来离散元法中的颗粒流理论及程序(PFC)已在国内外取得了飞速发展和广泛应用,提供了从细观角度研究筋-土界面特性的途径;(3)理论解析方面:理论解析以国外为主,其研究关键在于对筋-土界面摩擦模型的搭建,如线型、双线型、三线型和非线型模型等。

笔者认为动力、含水率及多因素耦合作用下筋-土界面特性将是今后加筋土结构领域研究重点和发展方向。

关键词:加筋土结构;界面特性;试验研究;数值分析;理论解析中国分类号:U416.211文献标识码:A0 引言加筋土结构早在我国汉武帝时期就有应用,在修筑万里长城嘉峪关段时,采用了芦苇加筋的方法来增强结构的稳定性。

20世纪60年代,现代加筋土结构的概念由法国工程师H.Vidal 提出,并建立土的加筋方法与设计理论[1]。

国内在20世纪80年代初将土工合成材料用于加筋土结构工程并取得大量成果。

实践表明,土工合成材料加筋土结构无论在工程适用性、经济合理性还是环境友好性等方面都显示出巨大的优势,并展现出广阔的应用前景,已广泛应用于加筋土挡墙、加筋土地基、加筋土路基(堤)、加筋土堤坝、加筋土边坡和加筋土桥台等各类加筋土工程中。

土工格栅加筋砂土的三轴试验研究

土工格栅加筋砂土的三轴试验研究

土工格栅加筋砂土的三轴试验研究
吴黎明;朱亚林;许倩;陈清;汪亦显
【期刊名称】《合肥工业大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2024(47)1
【摘要】为研究土工格栅的加筋机理,文章设计了3种不同网格尺寸的土工格栅,采用应变控制式三轴仪进行加筋砂土的不固结不排水三轴剪切试验,探究土工格栅网格尺寸、加筋层数及围压对砂土强度特性的影响。

试验结果表明:未加筋时,砂土主要表现为中上部鼓胀破坏,随着加筋层数的增加,砂土的破坏形态依次转变为中部鼓胀破坏和剪切破坏;素砂和加筋砂土的偏应力-轴向应变曲线表现为应变软化型。

不同网格尺寸的土工格栅对砂土的强度特性影响不同,土工格栅网格尺寸为3 mm×3 mm时,加筋效果类似硬化的“土工布”;1层土工格栅加筋时,随着土工格栅网格尺寸的减小,对砂土的强度影响不大;2、3层土工格栅加筋时,网格尺寸越小,加筋效果越好;加土工格栅可有效提高砂土的黏聚力,当土工格栅网格尺寸较小时,土工格栅还可提高砂土的内摩擦角。

【总页数】8页(P83-90)
【作者】吴黎明;朱亚林;许倩;陈清;汪亦显
【作者单位】合肥工业大学土木与水利工程学院;土木工程结构与材料安徽省重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TU411
【相关文献】
1.土工格栅加筋土三轴试验研究
2.土工格栅加筋土三轴试验研究
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膨胀土试验研究报告

膨胀土试验研究报告

膨胀土试验研究报告
标题:膨胀土试验研究报告
研究目的:
本试验旨在研究膨胀土的力学性质和膨胀特性,为土木工程中对膨胀土进行设计和处理提供科学依据。

试验方法:
1. 采集膨胀土样品,并进行初步性质分析;
2. 进行膨胀土的试验前制备工作;
3. 进行不同试验参数下的膨胀土试验,包括密度试验、含水率试验、液限试验、塑限试验、单轴压缩试验等;
4. 分析试验数据,并得出膨胀土力学性质和膨胀特性的结论。

实验结果:
通过上述试验,得出以下实验结果:
1. 膨胀土的密度与含水率呈负相关关系,即密度增加时,含水率减小;
2. 膨胀土的液限与塑限呈正相关关系,即液限增加时,塑限也增加;
3. 膨胀土的单轴压缩曲线呈现典型的弹塑性特性,即开始阶段沿弹性线性变形,随着围压增加进入塑性变形,最后趋于稳定;
4. 膨胀土的围压对单轴抗压强度有一定的影响,随着围压增加,抗压强度逐渐增加;
5. 当含水率过高时,膨胀土容易产生塑性变形和膨胀现象;
6. 膨胀土的膨胀系数与含水率、固结度、液限等因素有关,不同条件下的膨胀系数差异较大。

结论:
根据以上实验结果,可以得出以下结论:
1. 膨胀土的力学性质与含水率、密度、液限等因素密切相关,需在设计和处理过程中综合考虑;
2. 在工程实践中,应根据实际情况选择合适的处理方式,防止膨胀土产生塑性变形和膨胀现象;
3. 膨胀土的固结度和含水率应控制在合理范围内,以保证土体的稳定性和工程质量。

4. 膨胀土的膨胀系数是进行膨胀土处理及设计的重要参数,需要根据实际情况进行准确分析和计算。

参考文献:参考文献省略。

土工格栅加筋压实膨胀土的强度与变形特性

土工格栅加筋压实膨胀土的强度与变形特性

第31卷 第11期2009年6月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNA L OF WUHAN UNIVERSIT Y OF TECHN OLOG Y Vol.31 No.11 J un.2009DOI :10.3963/j.issn.167124431.2009.11.022土工格栅加筋压实膨胀土的强度与变形特性汪明元1,2,于嫣华2,3,包承纲2,龚晓南1(1.浙江大学岩土工程研究所,杭州310027;2.长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉430010;3.华南理工大学交通与土木学院,广州510640)摘 要: 采用聚酯(PET )双向土工格栅加筋膨胀土,分层压实形成尺寸<101×200mm 的试样,分别进行无侧限压缩和不同围压下的固结不排水剪试验,研究了加筋膨胀土的强度与变形特性。

结果表明,与未加筋土相比,加筋土的初始屈服应力提高,屈服时的应变增大,峰值强度提高,且随加筋层数增多,其增大或提高值增大;其应力应变曲线均可划分为2段,初始屈服前段的模量与加筋层数及加筋与否的关系不大,而其后段的行为与加筋层数的关系密切。

关键词: ; 膨胀土; 三轴试验; 应力应变关系; 双向土工格栅; 破坏模式中图分类号: TU 443文献标识码: A 文章编号:167124431(2009)1120088205The Strength and Deformation Characteristics of CompactedExpansive Soils R einforced with G eogridsW A N G M i ng 2yuan 1,2,Y U Y an 2hua 2,3,B A O Cheng 2gang 2,GON G Xiao 2nan 1(1.Institute of G eotechnical Engineering ,Zhejiang University ,Hangzhou 310027,China ;2.K ey Lab of G eotechnical Mechanics and Engineering of the Ministry of Water Resources ,Y angtze RiverScientific Research Institute ,Wuhan 430010,China ;3.School of Civil Engineering andTransportation ,S outh China University of Technology ,Guangzhou 510640,China )Abstract : The expansive soil samples reinforced with PET biaxial geogrid of <101×200mm size are adopted to carry out a series unconfined compression test ,and triaxial shear test of consolidated undrain tests.The strength and deformation character 2istics of reinforced expansive soil are researched.The results show that compared with the unreinforced expansive soil ,the initial yield stress and strain ,and the peak strength of reinforced soils increase ,and the increment is more evident with more layers of geogrid.The stress 2strain curves of reinforced expansive soil can be divided into two sections ,the initial modulus have little rela 2tions with the space of geogrids ,even have little relations with expansive soils reinforced or not ,but behaviors of the subsequent section after initial yield is close related with the space between geogrids.K ey w ords : geosythetics ; expansive soil ; triaxial test ; relation between stress and strain ; biaxial geogrid ; failure mode收稿日期:2009201215.基金项目:国家“十一五”科技支撑计划重大项目(2006BAB04A10).作者简介:汪明元(19722),男,高级工程师.E 2mail :wmy -90@试验表明,加筋可使土体的应变软化程度降低,并可呈应变硬化特性;加筋土的峰值强度明显提高,且峰值后强度的衰减明显减小;加筋后达峰值强度的应变增大,峰值区域增宽,土体延性提高;筋材模量及加筋层数对强度特征有不同程度的影响;随围压增加,加筋的作用减小;加筋对土体内摩擦角的影响较小,但对粘聚力的影响显著;同时,加筋可抑制土体的剪胀[1211]。

土工格栅加筋碎石土的强度和变形特性

土工格栅加筋碎石土的强度和变形特性

土工格栅加筋碎石土的强度和变形特性摘要:本文作者采用高压大型三轴仪对风化程度不同的两种碎石土进行了加筋与不加筋固结排水三轴试验研究,并引入了等效围压、加筋效果系数等概念,对碎石土加筋效果、加筋机理、试验围压、土料性质等因素进行了较全面的分析研究,结果表明:加筋能明显提高碎石土的强度和破坏应变,对土的破坏有延滞作用;在同一破坏应力水平下加筋碎石土试样的轴应变与侧应变都明显减小;碎石土的加筋效果随围压的增加减弱,加筋效果也与碎石颗粒的风化程度、软硬等因素有关;加筋机理可用等效围压的概念解释。

关键词:加筋碎石土规一化等效围压加筋效果系数目前,聚合物土工格栅加筋材料广泛应用于各种粗粒土体中,大大地改进了土体的性能,提高了土体的强度,是一种有发展前途的土工合成材料,国内外许多学者从不同角度对此进行了研究[1~3],取得了较好的研究成果。

本文作者通过对加筋与不加筋碎石土的高压大三轴试验研究,取得了一些有价值的成果。

1试验情况试验采用风化程度不同的两种板岩碎石土(A、B料),A料风化弱,颗粒粗硬且棱角尖;B料矿物较软且风化强。

加筋材料为重庆庆兰塑料制品有限公司生产的SDL25型单轴土工格栅,各种材料基本特性见表1、表2.表1碎石土基本特性指标材料混合比重砾石吸水率干密度/(g/3)相对密度振后颗粒破碎度(%)颗粒最大粒径/A2.712.61.930.906.61360B2.844.31.980.9012.41360表2加筋材料基本特性指标材料抗拉强度/(kN/根)格棒方向栅肋方向格棒方向栅肋方向土工格栅峰值6.518.471.230.77破坏值7.269.061.180.74本文对A、B两种碎石土分别进行了加3层筋与不加筋的高压大型常规三轴固结排水试验,剪切速率1/in,试样尺寸30.2×65.5,试验最大围压σ3=800kPa;分3层均匀平铺于试样上,且3层格栅纵横格肋在水平向保持同向,试样布筋情况如图1所示。

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Abstract: The engineering technology that expansive soil embankment, cutting and canal slope were reinforced with geogrids has been successfully applied to highway, railway and hydraulic projects in the recent years. But the strength and deformation characteristics of reinforced expansive soil are not yet researched thoroughly. This paper presents the results of CD triaxial tests of a middle-class rxpansive soil under different confining pressures and different reinforcing patterns (horizontal reinforcing with one layer/three layers, vertical reinforcing and un-reinforcing) for evaluating the reinforcing effects. The test results indicate that: (1) Reinforced-geogrids in expansive soil provide the drainage passageways, which accelerate the consolidation of expansive soil and are conducive to the stability of expansive soil slope. (2) Reinforced-geogrids reduce the strain softening of expansive soil, so the stress-strain curves of expansive soil possess strain hardening characteristics. (3) Reinforced-geogrid restrains the development of shear zone, which results in the changing of failure models of soil sample. (4) The internal friction angle of the reinforced expansive soil only changes a little under different reinforcing patterns, but the cohesion obviously increases. (5) Evaluating according to coefficient of reinforcing effect(R), reinforcing effects are all enhanced except horizontal reinforcing with one layer, among them, the effect of vertical reinforcing pattern is the best. Key words: expansive soil; horizontal reinforcing; vertical reinforcing; stress-strain characteristics; strength index; coefficient of reinforcing effect
收稿日期:2010-06-11
基金项目:“十一五”科技支撑计划重大项目资助(No. 2006BAB04A10);武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室开放基金项目资助(No.
2010B074)。 第一作者简介:王协群,女,1971 年生,博士,副教授,主要从事土工合成材料应用、地基处理等方面的教学和科研工作。E-mail:xqscwang@
(2)土工格栅加筋膨胀土一般呈应变硬化特征;(3)土工格栅的植入使剪切带的发展受到抑制,导致破坏模式变化;(4)
加筋使膨胀土的内摩擦角变化不大,而黏聚力则有明显提高,其提高程度从小到大依次为水平 1 层加筋、水平 3 层加筋和竖
向加筋;(5)采用加筋效果系数 R 评价,除了水平 1 层加筋方式的效果有所降低外,其余加筋方式都表现出加筋比不加筋的
第 32 卷第 6 期 2011 年 6 月
岩土力学 Rock and Soil Mechanics
Vol.32 No.6 Jun. 2011
文章编号:1000-7598 (2011) 06-1649-05
土工格栅加筋膨胀土的三轴试验研究
王协群 1,郭 敏 1,胡 波 2
(1. 武汉理工大学 土木工程与建筑学院,武汉 430072;2.长江科学院 土工研究所,武汉 430010)
摘 要:土工格栅加筋膨胀土路堤或路堑、渠坡已在公路、铁路与水利工程中获得成功应用,但目前对加筋膨胀土的强度与
变形特性的研究还较少。对不同方案加筋(水平 1 层加筋、水平 3 层加筋、竖向加筋)与不加筋的膨胀土样在不同围压下的
三轴排水剪切试验结果的分析表明,(1)土工格栅加筋膨胀土形成排水通道,加速土体的排水固结,有利于膨胀土坡的稳定;
每种加筋方案以 4 个样为 1 组,分别施加围压 50、100、200、400 kPa 进行固结排水剪切。按照 《土工试验规程》[12],剪切速率为 0.02 mm/min。
4 试验成果及分析
50 50 50 50 200 200
(c)
(d)
图 1 试样加筋方案(单位: mm) Fig.1 Arrangement of geogrids in expansive soil
效果要好,其中以竖向加筋的效果最好。
关 键 词:膨胀土;水平加筋;竖向加筋;应力-应变特征;强度指标;加筋效果系数
中图分类号:TU 443
文献标识码:A
Triaxial testing study of expansive soil reinforced with geogrid
WANG Xie-qun1, GUO Min2, HU Bo3
型号
2
5
10
/ (kN / m)
BOP
系列
1.98
3.24
4.57
5.78
3.2 试验方法 按含水率为 23%、干密度为 1.524 g/cm3 制备膨
胀土试样,试样尺寸直径 d = 101 mm,高度 h = 200 mm,分 8 层击实,每层厚 25 mm,接触面刮毛。 水平筋材分别在制样到相应高度处时放入事先剪 成的直径为 101 mm 的圆形格栅;竖向筋材的制备 方法为:先制成一个素膨胀土试样,再用专门制作 的直径为 61.8 mm 的钢筒将试样中部掏空,然后放 入预先绑扎好的直径为 61.8 mm,高 200 mm 的格 栅,采用直径为 61.8 mm 的击实锤在格栅笼中继续 击样。试样制成后进行抽气饱和。
(1. School of Civil Engineering and Architecture, Wuhan University of Technology, Wuhan 430072, China; 2. Geotechnical Division,Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan 430010, China)
第6期
王协群等:土工隔栅加筋膨胀土的三轴试验研究
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时,水平 1 层加筋的排水量仅与不加筋基本相当, 水平 3 层加筋和竖向加筋的排水量也仅分别是不加 筋的 1.20 和 1.22 倍。
加筋后土体的固结排水量增大,是因为土工格
栅具有排水功能,相当于在土体中设置了排水通 道。层数越多,排水通道越多,而竖向加筋与试样 同高,排水作用更为明显;围压对试样固结排水量 有显著的影响,围压越高,水越容易沿着格栅形成
表 3 不同加筋方案三轴 CD 试验的固结排水量 Table 3 Drainage volumes under different reinforcing patterns
加筋方案
不加筋 水平 1 层加筋 水平 3 层加筋
竖向加筋
50 1.12 4.42、 3.95 a 23.26、20.77a、5.26 b 29.12、26.0 a、1.25 b
samples(unit: mm)
3 试验材料、设备及方法
3.1 试验材料、设备 试验采用的土样为南阳中膨胀土(过 5 mm 筛),
(1)固结排水量 从表 3 可以看出,①同一加筋方案下加筋都比 不加筋的固结排水量要大;围压越大,固结排水量 越多;②相同围压下加筋层数增加,固结排水量增 大,其中以竖向加筋的排水量为最大,但排水量相 比于不加筋的增幅随围压的增大而迅速减小,如围 压为 50 kPa 时,水平 1 层加筋、水平 3 层加筋和竖 向加筋的排水量分别是不加筋的 4、21、26 倍,但 围压为 100 kPa 时,上述 3 种方案的排水量仅分别 是不加筋的 1.11、1.64、1.73 倍;围压为 400 kPa
本文在前人研究的基础上,以南水北调膨胀土 渠坡格栅加筋稳定技术研究为依托,通过排水三轴 剪切试验,研究膨胀土在不同围压下采用不同加筋 层数(水平 1 层加筋、水平 3 层加筋)和不同加筋 方式方式(水平加筋和竖向加筋)的强度与变形特 性。
2 试样加筋方案
试样尺寸为直径为 101 mm,高 200 mm,其中 不加筋的素膨胀土试样见图 1(a);水平 1 层加筋膨 胀土试样见图 1(b)(筋材位于试样中部);水平 3 层 加筋试样见图 1(c)(各层沿试样高度等分布置,筋材 分别位于试样 50、100、150 mm 高处)。竖向加筋 膨胀土试样是在试样径向的中部加入格栅笼(直径 为 61.8 mm,高 200 mm),见图 1(d)。各图中阴影 部分表示加筋格栅。
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