加筋土应力应变和强度特性的试验研究

用编织布和砂性土复合成的加筋土，在三轴剪切仪上，分别对不同强度，层数筋材的加筋土试样进行试验。探讨加筋土应力，应变和抗剪强度特性。通过对试验成果分析得出：加筋材料约束土体的横向变形；加筋土的抗剪强度和纯土比明显增大，其原因是使加筋生产凝聚力；加筋土抗强度值与筋材抗拉强度和层数有关，随筋材强度，层数增加而增大；筋材在较大应变时才能表现出来，在较小应变时向乎没有作用。     

加筋砂土三轴试验研究

通过三轴压缩试验，探讨了两种不同土工合成材料加筋砂土的应力——应变关系，分析了影响加筋土应力——应变关系及抗剪强度的因素，并把两种加筋土的应力——应变曲线与素土进行了比较。发现砂土加筋后，可以提高土体的抗剪强度，其加筋效果随围压的增大而减小，加筋对土体内摩擦角影响不大，但可明显提高土体粘聚力。     

排水条件对土工合成材料加筋黏性土特性的影响

通过固结排水和不固结不排水条件下的三轴剪切试验，研究了加筋对黏性土体强度和应力应变关系的影响以及不同排水条件下的加筋效果。结果表明，在排水条件下，筋材与土体的相互作用相对充分，明显提高了土体的峰值强度和残余强度，且峰值后强度的降低幅度较小，改善了土体的应力应变特性；随加筋层数和筋材拉伸模量增大，加筋效果明显提高。而在不排水条件下，由于孔隙水压力的影响，筋材与土体的作用相对复杂，加筋土体的强度和变形特性以及加筋效果与排水条件下的大不相同；在剪切初期，筋材的作用几乎被超静孔隙水压力抵消，加筋甚至对强度起相反作用，使加筋试件的强度低于素土试件；仅当应变较大时，加筋对抗剪强度才有轻微的增强作用，同时，在不排水条件下，筋材拉伸模量和加筋层数提高对加筋土体强度的影响不明显，因此，在加筋土工程中，排水条件是首先要考虑的因素。     

小玻格栅加筋黏土试验研究

通过对小玻格栅加筋土体的三轴试验研究及剪切后试样的CT扫描,分析了不同加筋层数对试样应力应变关系、抗剪强度和侧向变形束缚作用的影响。结果表明:加筋作用随着轴向应变的增大而增大;同一种加筋材料,加筋层数越多,加筋效果越明显;适当的加筋层数可以很好地约束加筋土侧向变形,但加筋层数超过一定范围后,加筋层数越多对侧向变形的约束并一定越强。     

土工格栅加筋砂土三轴试验离散元细观分析

以室内单层加筋三轴试验结果为基础,建立离散元PFC3D三轴试验数值模型,并与室内三轴试验结果进行验证对比,分析加筋层数变化对抗剪强度指标及细观参数的影响,探讨加筋土接触力的变化规律及筋材加筋作用的宏细观机理。研究结果表明:加筋三轴试样的峰值强度、黏聚力和内摩擦角随着加筋层数的增加而增大,但是其增幅会逐渐减弱,并且三轴试样在低围压条件下的加筋效果比高围压时要显著。三轴试样颗粒滑动比的数值随着轴向应变的增加发生了显著的起伏变化,反映三轴试验过程中发生了明显的接触滑移和旋转现象。由于筋材的摩擦嵌固约束作用,加筋试样中部区域的孔隙率和滑动比数值相对波动较小,对应中部外侧周围的接触力明显小于纯砂三轴试验情况,加筋材料发挥了扩散应力增强约束砂土的加筋作用。     

麦秸秆加筋土的轻型击实试验与击实土的抗压性能

以防腐处理后的麦秸秆加筋盐渍土,解决土的盐胀、溶陷和吸湿软化所引起的低强度和大变形问题。盐渍土、麦秸秆加筋盐渍土的轻型击实试验和击实加筋土的抗压强度试验结果表明：①随加筋长度和加筋率的增加,最优含水率变化较小,最大干密度有所降低;②加筋麦秸秆使土的抗压强度和抗变形能力提高, 30 mm和0.25%为直径102 mm试样的适宜加筋长度和加筋率;③与盐渍土一样,低于最优含水率,加筋土的应力应变曲线显示为应变软化;高于最优含水率,表现为应变硬化;④应变较小时,应力应变曲线相互靠近;随应变的增加,曲线的间距逐渐增大。这表明,只有在发生较大应变时,加筋作用才能发挥出来。麦秸秆加筋盐渍土的轻型击实性能较好;加筋麦秸秆提高了盐渍土的抗压强度和抗变形能力。     

基于间接加筋作用的加筋土强度降低原因分析

为了进一步探索加筋土强度降低的原因，从间接加筋角度出发，通过考虑加筋的负面作用，得到了加筋作用影响范围内土体强度参数的劣化机理，由此推导出了拉断破坏和黏着破坏情形下的加筋土强度表达式，并对这两种强度表达式作了讨论分析。研究结果表明：(1)当加筋作用不足以弥补黏聚力与摩阻力的减少时，加筋土的强度会低于不加筋土的强度。(2)加筋土强度的降低程度与土-筋界面的渗透性、加筋材料在土中形成的夹层、加筋间距等有关。(3)在加筋土工程的设计中，应优化筋土比例，合理化加筋间距，改善土筋界面的透水性，使间接加筋作用发挥到最大，从而可以进一步提高加筋土的强度。     

土工合成材料加筋土抗剪作用的试验研究

本文通过4种用合成材料加筋的土体直剪试验，研究了加筋层数、筋材拉伸模量、土体压实度以及竖向压力等对加筋土体抗剪强度和应力-应变特性的影响。试验结果表明：加筋改变了土体的应力-应变特性，峰值抗剪强度增高，峰值后的残余强度较峰值强度的降低幅度减小，且达到峰值强度的剪切位移增大，土体延性提高。筋材拉伸模量过低时，加筋对土体的强度和应力-应变特性影响不大，加筋体的性质与素土接近。随加筋层数和筋材拉伸模量的增大，加筋体强度提高；竖向压力较低时，加筋体残余强度较其峰值强度提高幅度更明显，而竖向压力较高时，加筋体残余强度和峰值强度的提高幅度都相对较小；低压实度的加筋土体，峰值强度提高幅度相对较大，而高压实度的加筋土体，残余强度提高的幅度则较大。     

加筋土挡土墙设计参数测试研究

加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的一种支挡结构物.以某水利工程为例,开展加筋土挡土墙室内模型试验,对单筋及整体条带式加筋进行对比,结果表明:拉拔试验应力-应变曲线的非线性特征十分明显,无论是拉拔单根筋带还是整体条带式加筋,残余强度均随正应力的增大而增大,而且各根筋带之间存在类似"群桩效应"的现象,当含筋率大致相同、覆盖层厚度相同时,n倍单根筋带的抗拔力远大于n根整体条带式筋带的抗拔力.     

加筋粗粒土强度的试验研究

本文针对加筋土工程设计中面临的问题,对加筋粗粒土强度的形成和特征进行了分析,针对性的分析了关于加筋土强度试验研究的情况,用大型三轴试验的方法测定了加筋煤矸石的强度指标,验证了分析结果。分析表明,加筋土结构是系统性的整体结构,其强度由加筋材料和被加筋土体共同作用而成,在加筋土体均质情况下,加筋土强度具有均一性,目前规范中将两者作用分开考虑的方法存在先天不足;在未破坏情况下,加筋材料自身强度对加筋土的强度影响不大;加筋材料的结构形式、刚度对加筋结构的强度有明显影响。     

土工布应变的测量方法研究

土工布被广泛应用于各种加筋土工程当中,然而由于土工布应变测量难度大、精度低,在工程中发挥了多大的作用,产生了多大的变形尚不明确。针对土工布这类低弹性模量的柔性材料,提出采用柔性胶粘贴电阻应变片,通过对粘合剂粘贴形状与厚度等的精细控制,使得应变片能够与土工布协同变形,实现了土工布应变的准确测量。同时研制了一套用于土工布应力应变标定的设备,可将应变片测值转换为被测土工布的实际受力大小,并将其应用于离心模型试验中。研究结果为下一步研究土工布的加筋机理及其对模袋砂围堰稳定性的影响提供了技术保障。     

海水环境下MICP加固珊瑚砂试验

在模拟海水环境中使用尿素水解菌ATCC11859(巴斯德芽孢杆菌)进行微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)水溶液试验和浸泡法加固珊瑚砂砂柱试验,研究海水环境对微生物诱导碳酸钙沉积的加固效果。水溶液试验表明,海水环境会抑制MICP过程中碳酸钙的最终生成量;浸泡法试验进一步表明,试样在加固相同时间时,海水环境下加固试样的无侧限抗压强度低于淡水环境下加固的试样;随着时间的增长,砂柱试样在海水环境下的无侧限抗压强度不断增加。     

下游坝面钢衬钢筋混凝土管道温度应力试验分析

三峡电站等工程采用下游坝面钢衬钢筋混凝土管道 ,这种管道型式新颖 ,无规范可依。在运行时管壁混凝土开裂 ,及在温度荷载作用下应力和变形情况如何 ,是这类管道结构中尚未解决的重要问题之一。通过仿真材料模型试验及非线性有限元法 ,对带裂缝的钢衬钢筋混凝土管道在内外温度差作用下的温度应力及变形进行了研究 ,获得了可靠的成果 ,为管道设计提供了重要依据     

土工格栅与砂垫层界面力学特性试验研究

筋土间相互作用是加筋土强度提高的根本原因,是土工合成材料加筋加固应用中的核心问题。通过室内拉拔试验,分析了法向应力、砂垫层厚度、土工格栅横肋间距3个因素对加筋体极限拉拔力的影响,从宏观角度揭示了筋土界面间的力学特性。结果表明:增设5 cm厚的砂垫层后,格栅的极限拉拔力得到显著提高;高法向应力下,砂垫层厚度对拉拔试验结果影响更显著;在土工格栅加筋软土体中,增大横肋间距会减小筋土界面摩擦角,但是对黏聚力影响不大;格栅网格形态是筋土界面特性的重要影响因素。     

钢纤维混凝土微平面本构模型

在B.P.Bazant等人提出的混凝土微平面本构模型M2的基础上，将微平面上的应力分解为体、偏、剪三个分量，与原有模型定义的微平面各分量应力-应变关系不同，通过分析各个分量的物理意义，定义了相应的应力-应变关系函数，即理想弹塑性函数。引入了破断应变的概念，当微平面应变达到破断应变后应力减为零。在此基础上，提出了钢钎维微平面模型，使得模型可以考虑钢纤维对混凝土的加强作用，并对已有单轴压缩和单轴拉伸试验数据进行拟合，结果表明，微平面本构模型能够较好模拟混凝土应力软化段，初步验证了本文所建议模型的合理性和正确性。     

动载作用下土工格栅加筋土计算模型的研究

本文在前人工作的基础上提出了在动力荷载作用下土工格栅与土相互作用的有限元分析模型，该模型采用非线性弹簧-阻尼延迟器-质量块系统模拟土工格栅纵肋、横肋与土动力相互作用，采用集中刚度法形成总刚，可用来研究加筋土在动载作用下的变形特性。非线性弹簧的刚度、阻尼延迟器的阻尼比可以通过振动台试验获得。基于该模型编制了加筋土的动力有限元分析程序，有限元分析结果与实测值一致，表明了计算模型和分析程序的正确性。     

无机结合料加固吹填海砂土的三轴试验研究

吹填海砂土黏聚力小,工程性能较差,容易受到雨水冲刷而导致路基破坏,因此用作路基填料时需要采用无机结合料加固。对掺加石灰和水泥加固的海砂土试样,通过三轴试验来研究它们的强度特性和应力-应变规律。试验结果表明干密度、养护龄期、无机结合料掺量是固化海砂土强度影响的正相关因子;延迟击实时间和含水率为负相关因子;对于含盐量,3%为分界,含盐量小于3%时,强度随含盐量增加而增加;大于3%时,强度随含盐量增加而减小。     

胶凝砂砾石坝防渗措施及应力分析

由于胶凝砂砾石材料抗渗性能较差,采用其筑坝时需专门设计防渗措施进行坝体挡水。本文对胶凝砂砾石坝钢筋混凝土面板防渗措施,及新提出的高强度胶凝砂砾石面板和高强度胶凝砂砾石面板下铺设复合土工膜两种新型防渗措施进行渗流分析、考虑渗流作用的应力分析。计算结果表明:钢筋混凝土面板防渗效果较好,高强度胶凝砂砾石面板防渗效果较差;钢筋混凝土面板主应力最大、坝趾应力集中较为明显,高强度胶凝砂砾石面板和高强度胶凝砂砾石面板下铺设复合土工膜应力分布较为均匀。     

无机结合料加固吹填海砂土的三轴试验研究简

 吹填海砂土黏聚力小,工程性能较差,容易受到雨水冲刷而导致路基破坏,因此用作路基填料时需要采用无机结合料加固。对掺加石灰和水泥加固的海砂土试样,通过三轴试验来研究它们的强度特性和应力-应变规律。试验结果表明干密度、养护龄期、无机结合料掺量是固化海砂土强度影响的正相关因子;延迟击实时间和含水率为负相关因子;对于含盐量,3%为分界,含盐量小于3%时,强度随含盐量增加而增加;大于3%时,强度随含盐量增加而减小。     

高强土工格室加筋砂土地基模型试验研究

分别针对纯砂地基和高强土工格室加筋地基进行多组模型试验, 研究了单层土工格室埋深、焊距以及地基土压实度对地基承载力和变形特征的影响, 并结合格室拉应变和筋材下方附加土压力的分布规律, 以及地基和筋材的极限破坏状态, 总结了高强土工格室加筋地基的作用机理。结果表明:相比纯砂地基, 土工格室加筋能的地基承载力提高2倍多, 可以减小地基沉降, 并提高土体抗变形能力;加筋效果随格室埋深、焊距的减小和地基压实度的增加不断提高。影响程度从大到小依次为:砂土压实度、格室埋深、格室焊距;中间高强格室单元充分利用其抗拉强度, 发挥侧限作用, 有效扩散土中应力。