土工格柵加筋紅砂巖粗粒土的加筋機(jī)理研究

通過具體的模擬試驗(yàn)對(duì)塑料土工格柵加筋土的加筋機(jī)理進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明:塑料土工格柵的幾何結(jié)構(gòu)特性決定了它與土體之間不僅存在著界面摩擦力,而且還與土顆粒間存在著鑲嵌咬合力。這兩種作用的存在增強(qiáng)了土體與塑料格柵的相互聯(lián)系,從而提高了塑料土工格柵的接觸效率,使其加筋效果好于其它加筋材料。

介紹土工格室這種新型材料,并比較土工格室和土工格柵及土工布的加筋機(jī)理,前者是三維的,而土工格柵和土工布是二維的(平面的),所以土工格室具有一定抗彎性,能分散上部結(jié)構(gòu)的豎向應(yīng)力。

紅砂巖粗粒土流變機(jī)理試驗(yàn)研究——對(duì)風(fēng)干的紅砂巖粗粒土及飽水紅砂巖粗粒土進(jìn)行了壓縮試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)和壓縮流變?cè)囼?yàn)研究，針對(duì)每組試驗(yàn)進(jìn)行了試驗(yàn)前后土樣的級(jí)配分選試驗(yàn)，以此研究紅砂巖粗粒土在不同受力狀態(tài)、受力時(shí)間和不同濕度條件下的顆粒破碎程度，從粗粒...

通過載荷試驗(yàn),模擬基礎(chǔ)受荷條件下的剪切破壞過程,了解不同類型格柵在增大荷載擴(kuò)散角,提高承載力,減小地基變形等方面的效果。

采用大型三軸儀對(duì)粒組成分不同的兩種礫料進(jìn)行了固結(jié)排水試驗(yàn)研究,并引入了等效圍壓的概念,對(duì)碎石土加筋效果、加筋機(jī)理、試驗(yàn)圍壓、土料性質(zhì)等因素進(jìn)行了較全面的分析研究,結(jié)果表明:加筋能明顯提高碎石土的強(qiáng)度和破壞應(yīng)變,對(duì)土的破壞有延滯作用,碎石土的加筋效果與圍壓、碎石顆粒風(fēng)化程度等有關(guān)

根據(jù)土工格柵的發(fā)展現(xiàn)狀,對(duì)土工格柵的受力模式、加筋功能、應(yīng)用范圍等進(jìn)行了闡述,為廣大工程技術(shù)人員進(jìn)一步了解和使用土工格柵加筋技術(shù)提供一些理論參考。

橡膠砂作為輕質(zhì)、耗能填料在土木工程中有廣泛的應(yīng)用前景,但其強(qiáng)度往往會(huì)隨橡膠含量的增大而降低。土工格柵常用于對(duì)散體材料的加筋補(bǔ)強(qiáng),研究土工格柵對(duì)橡膠砂強(qiáng)度特性的加筋效應(yīng)具有重要意義?；谌S壓縮試驗(yàn),對(duì)3種不同格柵布置方式(1、2、3層)下的干燥橡膠砂強(qiáng)度特性展開研究,重點(diǎn)考察加筋層數(shù)對(duì)不同圍壓(50、100、200kpa)下、不同配比(0%、10%、20%、30%、40%)橡膠砂的強(qiáng)度參數(shù),如峰值強(qiáng)度、似黏聚力、內(nèi)摩擦角的影響規(guī)律。結(jié)果表明:土工格柵加筋橡膠砂的強(qiáng)度參數(shù),包括峰值強(qiáng)度、似黏聚力、內(nèi)摩擦角,相對(duì)于未加筋橡膠砂均有明顯提高,提高幅度隨土工格柵加筋層數(shù)的增加而增大,隨著圍壓的降低而增大；土工格柵對(duì)配比為20%橡膠砂的強(qiáng)度加筋效應(yīng)最為明顯；土工格柵加筋橡膠砂的強(qiáng)度參數(shù)恢復(fù)系數(shù)與加筋密度之間呈良好的線性關(guān)系；土工格柵加筋橡膠砂的強(qiáng)度特性可由試驗(yàn)所得的經(jīng)驗(yàn)恢復(fù)函數(shù)較好地估計(jì)。

通過對(duì)具有不同含水率、不同土工格柵加筋層的粘土進(jìn)行了三軸壓縮試驗(yàn),測(cè)定了土工格柵加筋土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。分析了土工格柵加筋粘土體的內(nèi)摩擦角和粘聚力隨含水率、加筋層的變化規(guī)律,得出了有土工格柵加筋粘土的重要結(jié)論。

基礎(chǔ)下采用土工格柵加筋砂石墊層,可使基礎(chǔ)荷載通過墊層產(chǎn)生應(yīng)力擴(kuò)散,均化地基應(yīng)力,減少不均勻沉降,約束地基的側(cè)向變形,提高地基承載力和穩(wěn)定性。該地基處理技術(shù)施工簡(jiǎn)單,無(wú)污染,適用性強(qiáng),發(fā)展前景廣闊。

土工格柵加筋膨脹土路堤或路塹、渠坡已在公路、鐵路與水利工程中獲得成功應(yīng)用,但目前對(duì)加筋膨脹土的強(qiáng)度與變形特性的研究還較少。對(duì)不同方案加筋(水平1層加筋、水平3層加筋、豎向加筋)與不加筋的膨脹土樣在不同圍壓下的三軸排水剪切試驗(yàn)結(jié)果的分析表明,(1)土工格柵加筋膨脹土形成排水通道,加速土體的排水固結(jié),有利于膨脹土坡的穩(wěn)定;(2)土工格柵加筋膨脹土一般呈應(yīng)變硬化特征;(3)土工格柵的植入使剪切帶的發(fā)展受到抑制,導(dǎo)致破壞模式變化;(4)加筋使膨脹土的內(nèi)摩擦角變化不大,而黏聚力則有明顯提高,其提高程度從小到大依次為水平1層加筋、水平3層加筋和豎向加筋;(5)采用加筋效果系數(shù)r評(píng)價(jià),除了水平1層加筋方式的效果有所降低外,其余加筋方式都表現(xiàn)出加筋比不加筋的效果要好,其中以豎向加筋的效果最好。

采用大型三軸儀對(duì)粒組成分不同的兩種礫料進(jìn)行了固結(jié)排水試驗(yàn)研究,并引入了等效圍壓的概念,對(duì)礫石土加筋效果、加筋機(jī)理、試驗(yàn)圍壓、土料性質(zhì)等因素進(jìn)行了較全面的分析研究,結(jié)果表明加筋能明顯提高礫石土的強(qiáng)度和破壞應(yīng)變,對(duì)土的破壞有延滯作用,礫石土的加筋效果與圍壓、礫石顆粒風(fēng)化程度等有關(guān)。

通過室內(nèi)試驗(yàn)研究加筋粘性土的加筋效果,并分析含水率對(duì)加筋粘性土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的影響,其結(jié)論為今后土工格柵加筋粘土在工程中的應(yīng)用提供理論參考依據(jù)。

為研究粗粒含量對(duì)紅砂巖土靜力壓實(shí)變形特征的影響,利用自制裝置在電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行靜力壓實(shí)試驗(yàn),得到6種不同粗粒含量紅砂巖土靜力壓實(shí)試驗(yàn)的壓力-位移關(guān)系,分析粗粒含量對(duì)靜力壓實(shí)變形特征的影響。結(jié)果表明：不同粗粒含量紅砂巖土在靜力壓實(shí)過程中的應(yīng)力與應(yīng)變符合指數(shù)關(guān)系;在相同的應(yīng)力作用下,當(dāng)粗粒含量為60%時(shí),土體產(chǎn)生的應(yīng)變最大;不同粗粒含量紅砂巖土的壓縮模量與對(duì)應(yīng)應(yīng)力范圍終值之間呈線性關(guān)系,在相同應(yīng)力范圍內(nèi),當(dāng)粗粒含量為60%時(shí)土體的壓縮模量最小,壓縮性最高;紅砂巖粗粒土的靜力壓實(shí)過程可分為3個(gè)階段,分別為壓密階段、破碎階段和穩(wěn)定階段;在靜力壓實(shí)過程中,應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)存在拐點(diǎn);應(yīng)變拐點(diǎn)的出現(xiàn),標(biāo)志著紅砂巖粗粒土靜力壓實(shí)過程變形階段的轉(zhuǎn)變。

為研究粗粒含量對(duì)紅砂巖土靜力壓實(shí)變形特征的影響,利用自制裝置在電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行靜力壓實(shí)試驗(yàn),得到6種不同粗粒含量紅砂巖土靜力壓實(shí)試驗(yàn)的壓力-位移關(guān)系,分析粗粒含量對(duì)靜力壓實(shí)變形特征的影響。結(jié)果表明：不同粗粒含量紅砂巖土在靜力壓實(shí)過程中的應(yīng)力與應(yīng)變符合指數(shù)關(guān)系;在相同的應(yīng)力作用下,當(dāng)粗粒含量為60%時(shí),土體產(chǎn)生的應(yīng)變最大;不同粗粒含量紅砂巖土的壓縮模量與對(duì)應(yīng)應(yīng)力范圍終值之間呈線性關(guān)系,在相同應(yīng)力范圍內(nèi),當(dāng)粗粒含量為60%時(shí)土體的壓縮模量最小,壓縮性最高;紅砂巖粗粒土的靜力壓實(shí)過程可分為3個(gè)階段,分別為壓密階段、破碎階段和穩(wěn)定階段;在靜力壓實(shí)過程中,應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)存在拐點(diǎn);應(yīng)變拐點(diǎn)的出現(xiàn),標(biāo)志著紅砂巖粗粒土靜力壓實(shí)過程變形階段的轉(zhuǎn)變。

以南水北調(diào)中線新鄉(xiāng)渠段的膨脹性泥灰?guī)r風(fēng)化土為填料,聚酯(pet)雙向土工格柵為筋材,對(duì)不同圍壓下未加筋及不同層數(shù)加筋的壓實(shí)膨脹土進(jìn)行了三軸固結(jié)排水剪試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明,其應(yīng)力應(yīng)變曲線均呈應(yīng)變硬化型,加筋土的硬化程度提高,總體上符合duncan-chang非線彈性模型的雙曲線關(guān)系;加筋土的初始屈服應(yīng)力及峰值強(qiáng)度提高,且隨加筋層數(shù)增多,其提高幅度增大;圍壓較大時(shí),初始屈服的應(yīng)力與應(yīng)變較大,峰值強(qiáng)度較大;但隨圍壓增大,加筋土峰值強(qiáng)度提高的幅度減小;加筋土的粘聚力有較大提高,但提高幅度與加筋層數(shù)的關(guān)系不顯著;加筋土的內(nèi)摩擦角也有不同程度提高,其提高幅度隨加筋層數(shù)增多而增大。

土工格柵加砂墊層處理軟基的作用

紅砂巖粗粒土流變工程特性試驗(yàn)研究——在自行設(shè)計(jì)的粗粒土單軸流變?cè)囼?yàn)儀上，進(jìn)行紅砂巖粗粒土流變?cè)囼?yàn)，分析紅砂巖粗粒土的流變特性。流變?cè)囼?yàn)結(jié)果表明，在比較低的應(yīng)力狀態(tài)(軸向應(yīng)力σ≤0．8mpa)下，紅砂巖粗粒土表現(xiàn)出線性黏彈性；在較高的應(yīng)力狀態(tài)(軸向應(yīng)...

在考慮軟土地基的固結(jié)和一體的非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用有限元的數(shù)值方法對(duì)加筋路堤的受力性狀和破壞機(jī)理進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明，加筋可以減少路堤的均勻和不均勻沉降，并能增加路堤的穩(wěn)定性。

為了深入了解土工格室加筋粗粒土的加筋效果,采用大型三軸試驗(yàn)方法分析了土工格室對(duì)粗粒土力學(xué)特性的影響,引入加筋效果系數(shù)對(duì)粗粒土加筋效果進(jìn)行了較全面的評(píng)價(jià),探討了加筋機(jī)理。結(jié)果表明:軸向應(yīng)變較小時(shí),土工格室加筋效果不明顯,隨著軸向應(yīng)變的增加土工格室的加筋效果才比較明顯。土工格室的各項(xiàng)加筋效果系數(shù)在不同圍壓下均大于1。土工格室不僅直接對(duì)格室單元內(nèi)的土體進(jìn)行加固,還間接地加固約束土工格室復(fù)合結(jié)構(gòu)體附近的土體。

選取大慶至廣州高速公路衡水段某加筋土擋墻為工程背景,選取midas/gts建立3d數(shù)值計(jì)算模型對(duì)土工格柵加筋控制效果進(jìn)行了研究。通過對(duì)加筋土擋墻設(shè)計(jì)參數(shù)分析和對(duì)數(shù)值模型的假定,并根據(jù)力學(xué)特征建立模型。利用midas/gts,重點(diǎn)分析擋墻側(cè)向位移與格柵軸力變化特征,并對(duì)加筋土擋墻位移的影響因素進(jìn)行研究,提出了格柵加筋間距與長(zhǎng)度等參數(shù)對(duì)土擋墻的控制效果的影響。

在考慮軟土地基的固結(jié)和土體的非線性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的基礎(chǔ)上,利用有限元的數(shù)值方法對(duì)加筋路堤的受力性狀和破壞機(jī)理進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明,加筋可以減少路堤的均勻和不均勻沉降,并能增加路堤的穩(wěn)定性

介紹了土工格柵加筋土邊坡技術(shù)在500千伏變電站工程施工中的應(yīng)用。