土工格栅增强城市道路粉质粘土及砂土强度的影响

土工格栅增强城市道路粉质粘土及砂土
强度的影响
摘要：本研究探讨了具有薄砂层的粉砂粘土土壤承载力的改善效果。

对位于
土壤顶部的矩形基础进行了模型试验，以建立未加固和加固土系统的荷载与沉降
曲线。

试验结果集中于粉质粘土和砂对无维无加筋土体系承载力的提高，即BCR。

结果表明，随着土工格栅层数的增加，承载力显著增加。

在U/B（钢筋第一层与
基础宽度的位置）为0.667的土体界面上，土中承载力平均增加16.67%，在U/B
为0.33的砂层中，土中承载力平均增加33.33%。

粉砂粘土的U/B和H/B均为
0.33；2、3和4层土工格栅层分别为44.44%、61.11%和72.22%。

本研究工作的
发现可能有助于提高浅基土壤的承载能力和针对其他地方可提供的类似类型的土
壤的路面设计。

关键词：土壤模型、土中承载力、土工格栅
1介绍
利用土工合成材料提高浅层地基的承载力和沉降性能已了岩土工程领域的关注。

在过去的三十年里，有几项研究都是一致的根据实验室模型和现场试验，涉
及土工合成材料对道路路面土壤承重能力、浅层地基和边坡稳定的有益影响。

Binquet和Lee[1,2]首次进行了提高金属条带基层承载力的系统研究。

Binquet和Lee的工作中，已经进行了几项研究提高由土工格栅材料[3]
对于田间浅层地基的设计，沉降成为控制标准，而不是承载力。

因此，评估
在特定沉降水平下地基承载力的改善情况是很重要的。

根据众多研究者的发现，
可以得出土壤的承载力，如加固材料类型、钢筋层数、钢筋材料不同参数的比例
以及基础，如B（基础宽度）、U/B（钢筋第一层与基础宽度的位置）、H/B（连
续土工格栅层与基础宽度的垂直间距）、B/B（土工格栅层宽度与基础宽度）、
Df/B（基础深度到基础宽度）、土壤类型、质地、土壤单位重量或密度。

在几项研究中，关于两层土壤的研究很少。

一般来说，所有的研究最终都与使用加固材料提高土壤的承载力有关，并与各种参数对承载力的影响有关。

承载力提高的比可以用无维形式表示为承载力比（BCR），即加固土的承载力与未加固土的承载力之比。

但在伊利诺斯州卡本代尔市的粉质粘土中，目前还没有研究表明，通过在粉质粘土上放置砂层来提高矩形地基的承载力。

和地网格系统。

大多数的研究要么只使用沙子或粘土，要么使用土工格栅作为加固材料。

本研究研究了两层土壤的承载力。

在粉质粘土下面的薄砂层）和单层粉质粘土（用作比较目的），改变不同层的双轴土工格栅数量，并保持其他性质不变。

2实验研究
2.1使用材料
采用粉质粘土和砂土两种类型土壤进行了试验研究。

2.2粉质粘土和沙子
这个收集的土壤被晒干，粉碎，并通过美国10号筛，用于不同的物理、工程性能和承载力试验。

粉质粘土土壤的性质是在实验室中通过使用各自的ASTM 标准进行多次测试来确定的。

在粉质粘土（两层土体系）上放置一层薄层砂，评价粉质粘土承载能力的提高。

2.3地理坐标系
本实验研究采用了双轴土工格栅。

双轴土工格栅具有两个相互垂直的方向的抗拉强度，使土壤的强度更大。

2.4.模型测试
一个具有尺寸的模型测试罐长度（Lt)762.0mm，宽度(Bt)304.8mm，和深度(Dt)设计并制造了749.3mm来进行测试。

模型罐的水平和垂直两侧通过在罐的顶部、底部和中部使用钢角段进行加固，以避免在罐内土壤压实过程中出现任何横
向屈服，并在实验期间在模型基脚上施加荷载。

水箱的两个侧壁由25.4毫米厚的有机玻璃板制成水箱的另外两个侧壁是12.7毫米厚的有机玻璃板，这些也由19.05毫米的木板支撑。

油箱的内壁很光滑，以减少侧向摩擦。

一个给定的矩形地基、粉质粘土、沙子和土工格栅的承载力比（BCR）的大小将取决于不同的参数，如b/B、ℎ/B、u/B和d/B比。

为了在两层土即粉土粘土和砂土体系中进行土工格栅加固模型试验，确定u/B和ℎ/B的大小对于提高特定地基的承载力是很重要的。

对于给定的b/B、ℎ/B和d/B值，有多层强化，即BCR 的大小u（对于未加固的情况）随u/B的增加而增加。

1.方法学
将处理后的粉质粘土样品保存在一个大容器中，然后是19%的水(i。

e.,将OMC粉质粘土)加入土壤中，彻底混合，形成均匀均匀混合物。

在模型罐中进行试验前，检查土壤水混合物的水分含量。

为了获得均匀的密度，将粉质粘土压实成13层，直至模型试验罐的深度约为673.1mm。

使用约12.25公斤的平圆锤压实每层的粉质粘土。

在模型试验罐中，粉质粘土在其最佳含水量（OMC）下的单位重量为最大干单位重量的86.8%。

将模型罐中的粉质粘土压实至673.1mm后，在压实的粉质粘土上方放置76.2mm厚的砂层。

在进行承载力试验时，将砂样压实成两层，每层厚度为76.2mm。

双轴土工格栅加固材料被放置在模型基脚底部以下的预定深度处。

模型的基础被放置在砂层的顶部。

所有的试验都是在恒定的沙子相对密度下进行的R，等于砂土的96%和粉质粘土的相对压实度，即粉质粘土最大干单位重的86.8%。

通过使用容量约为44.48kN的手动液压泵系统，将载荷应用于模型基础上。

每次试验加载速率恒定。

分别用测压计和刻度表测量荷载和相应的基础沉降。

1.结果和讨论
4.1粉质粘土和砂土的物理和工程性质
本文介绍了粉质粘土和砂的各种物理和工程性质的结果。

按比重计算的结果(Gs)对粉质粘土和砂的试验分别为2.67和2.64。

测定了粉质粘土样品的液限和塑性限分别为42%和19%。

本研究中使用的砂样的粒径分布也如图3所示。

均匀
系数（Cu）和曲率系数（Cc)，计算结果分别为1.83和1.89，有效粒径(D10)的
计算值为0.18毫米。

因此，根据统一的土壤分类体系（USCS），将砂划分为差
分级砂（SP）。

根据两次UCS试验，无受限抗压强度的平均值为90.32kN/m2，而
不排水的内聚力(c)的计算值为45.16 kN/m2。

测试砂的物理和工程性能。

4.3粉质粘土的极限承载力
首先，对粉质粘土进行了承载力试验而和解则被表示为一个无维的数字通过
除以基础的宽度(B).来形成轴承压力(q)。

通过分析载荷沉降曲线，没有对矩形
已观察到明显的失效点地基堆积在粉质粘土中。

从图5中，可以估计出它即最终
承载力(qu)为粉质粘土土壤约172.37kN/m2仅对砂层进行了承载力试验以其最大
密度的97%压实，计算出它的平均值。

4.4利用砂和土工格栅提高粉质粘土的极限承载力。

用相同数量的土工格栅进行了两次试验，以评估基层与土工格栅之间的距离(u)的影响，即第一土工格栅与基层之间的距离。

距离一般以无维单位表示为u/B，其中u为第一层土工格栅的深度，B为基础宽度。

根据u/B比值计算出的极限承
载力。

一次试验中u/B保持0.33，即土工格栅放置在距基底38.1 mm处，由两层
土支撑的地基极限承载力为229.83kN/m2。

在另一个测试中，u/B为0.667；也就
是说，在两层土体系中，土工格栅放置于距基底76.2mm处，承载力为
248.98kN/m2。

研究结果表明，如果u/B增加，则承载能力增大。

这些结果与其
他研究结果一致，表明优铅比对不同土壤支撑地基承载力的影响。

我们观察到，
承载力随铜比比的增加而增大，本研究在两层土体系中也表现出似的趋势。

本研究结果表明，利用土工格栅可以提高粉质粘土的承载力。

这项研究工作
的发现可能有助于提高特定区域或其他地方可提供的类似类型的土壤的基础和路
面设计的土壤强度。

参考文献
[1]J.Bincut和K。

L.“加固土板的承载力试验”，《岩土工程杂志》，
1241–1255,1975.
[2]J.Bincut和K。

L.“加固土板承载能力分析”，岩土工程学报1257–1276, 1975.
[3]G.W.E.米利根，R。

J.Fannin和D。

M.法勒，“用土工格栅加固的颗粒层的模型和全尺寸试验”，第第三届土工织物国际会议论文集，第1卷。

61-66，奥地利维也纳，1986年。