棕榈和麦秸秆加筋上海粘土的无侧限抗压强度研究

为改良上海粘土的强度和变形特性,分别采用棕榈和麦秸秆加筋上海粘土,以提高土的强度和抗变形性能。试验以质量加筋率和加筋长度作为影响因素,分析比较两种加筋土的无侧限抗压强度。试验结果为：①棕榈加筋土的无侧限抗压强度高于麦秸秆加筋土,两种加筋土均高于素土。②棕榈的适宜加筋条件为：质量加筋率1．0％,加筋长度的平均值15mm;四分之一圆管状麦秸秆的适宜加筋条件为：质量加筋率0．3％～O．4％,加筋长度15mlTl。③棕榈加筋土的应力应变曲线表现为应变强化型,麦秸秆加筋土的应力应变曲线表现为应变软化型。试验结果表明,棕榈与麦秸秆均适宜作上海地区粘土的加筋材料,并且棕榈加筋效果优于麦秸秆。     

麦秸秆的物理力学性能及加筋盐渍土的抗压强度

为研究滨海盐渍土的工程处理新方法,开展了防腐前后的麦秸秆吸水率、抗拉性能和加筋土的无侧限抗压强度试验。在SH胶中浸泡后的麦秸秆吸水率较天然麦秸秆明显降低,SH胶增强了麦秸秆的防腐能力;浸胶干燥后麦秸秆与天然麦秸秆相比、浸胶干燥后再浸水麦秸秆与天然浸水麦秸秆相比,前者的极限拉力和极限延伸率都高于后者,浸胶使麦秸秆的抗拉性能提高。考虑掺加不同加筋长度、不同加筋率、浸胶后呈干燥和湿润状态、不同形状的麦秸秆,测试了加筋滨海盐渍土的无侧限抗压强度。试验证实,石灰+麦秸秆加筋滨海盐渍土的抗压强度较石灰土有较大提高;加筋率0.25%和加筋长度10mm时的麦秸秆加筋土(试样直径50mm)的抗压强度最大;浸胶后呈湿润状态麦秸秆加筋土的抗压强度均高于浸胶后呈干燥状态麦秸秆加筋土的;掺加四等分的片状麦秸秆能更有效地增强加筋土的抗压强度。麦秸秆加筋不仅提高了土体的整体性和抗压强度,还限制了土体的横向变形。     

棕榈丝加筋红黏土的无侧限抗压强度研究

红黏土是一种典型的特殊土,土体性质极不稳定,特别是遇水强度快速衰减,容易引发地基沉降或边坡坍塌等工程地质灾害。通过开展棕榈丝改良红黏土的无侧限抗压强度试验,研究不同棕榈丝掺量及长度对红黏土无侧限抗压强度的影响。结果表明,随棕榈丝掺量的增大,棕榈丝加筋土的无侧限抗压强度相应增加;随棕榈丝长度的增大,棕榈丝加筋土的无侧限抗压强度先增大后减小,棕榈丝加筋土的最优棕榈丝长度为20mm。棕榈丝可有效控制土体的变形,提高土体的残余强度。     

麦秸秆形状对上海粘土强度影响的试验研究

麦秸秆按形状不同分为圆管状、1/2圆管状及纯茎节状,通过直剪试验和无侧限抗压强度试验比较了不同形状麦秸秆加筋土抗剪强度和无侧限抗压强度的变化规律。试验结果表明:①圆管状与1/2圆管状麦秸秆均可提高上海粘土的强度,直剪试验的最佳加筋率在0.2%~0.3%之间,无侧限抗压强度的最佳加筋率在0.1%~0.2%之间;②1/2圆管状麦秸秆的加筋效果优于圆管状麦秸秆,麦秸秆茎节在一定程度上会降低土体的强度;③无茎节麦秸秆加筋上海粘土可以显著提高素粘土的黏聚力,但对于内摩擦角影响较小。文章还阐述了不同形状麦秸秆加筋土强度变化的作用机理,可为麦秸秆加筋土合理形状的选择提供借鉴。     

麦秸秆加筋滨海盐渍土的抗剪强度与偏应力应变

与土工格栅加筋土不同,植物纤维土在加筋补强机制与抗变形性能上具有自身的特点,这可通过纤维土的三轴UU压缩试验进行研究。由麦秸秆纤维加筋滨海盐渍土的三轴抗剪强度及其偏应力应变曲线表明:①与盐渍土相比,麦秸秆纤维土的黏聚力大幅提高,内摩擦角的增幅很小。②加筋长度比0.16质量加筋率0.25%为适宜的纤维加筋条件。③纤维土的偏应力应变曲线与盐渍土的变化形式相近,均呈应变硬化型。轴向应变较小时,加筋长度比和质量加筋率对主应力差的影响较小,纤维加筋作用微弱;随轴向应变的增大,两者的影响加大,纤维加筋作用才逐渐发挥出来。④相互交织的麦秸秆纤维对土形成了空间约束作用,使得4个围压的纤维土的破坏应变均大于盐渍土的。麦秸秆纤维加筋不仅提高了土的黏聚力,还增强了土的抗变形能力。     

加筋条件对棕榈加筋土强度的影响

为改良上海黏土强度低,易发生破坏的特性,将分散的棕榈片以不同质量加筋率、长宽比等加入上海黏土中进行抗压强度试验和巴西劈裂试验,来探究加筋条件对棕榈加筋土抗压强度和抗拉强度的影响。试验结果表明:与素土相比,棕榈加筋土可提高上海黏土的抗压强度和抗拉强度。抗压强度和抗拉强度最适宜的加筋率为1.00%,最佳棕榈长度为4 mm,最优长宽比为1∶3。相对于素土,加筋对抗拉强度的提高幅度高于抗压强度。同时对棕榈加筋土强度提高的机理进行分析。     

不同纤维掺量加筋土无侧限抗压强度分析

选用聚丙烯纤维为加筋材料,分别对红粘土、粉质粘土和砂土3种土体进行加筋,通过对不同纤维掺量的加筋土进行无侧限抗压强度试验,得到3种加筋土的无侧限抗压强度,并与各自素土的无侧限抗压强度进行比较,得到了一些有意义的结论。     

棕榈纤维加筋土强度特性试验研究

通过无侧限抗压与直接剪切试验,研究了不同干密度与加筋率对棕榈纤维加筋土强度特性的影响。试验过程中,设置干密度为1.55 g/cm~3、1.6 g/cm~3、1.65 g/cm~3,加筋率为0、0.2%、0.4%、0.6%,在最优含水率下进行正交试验,并对其加固机理进行分析。结果表明:棕榈纤维可有效提高试样的无侧限抗压强度和抗剪强度。在含水率和干密度一定时,加筋黏土的抗压强度与抗剪强度随加筋率增大而增大;当加筋率超过最优加筋率0.4%时,试样的无侧限抗压强度反而随纤维含量的增加而降低。棕榈纤维与土颗粒通过摩擦力与黏聚力结合,在适宜加筋率下,纤维相互交织形成空间网状结构,增加了试样强度。随着加筋率持续增大,纤维在试样内部交织成团,纤维与土颗粒有效接触点降低,破坏了试样完整性,削弱了加筋效果。研究结果为棕榈纤维加固土体的理论研究与工程实践提供参考依据,以期减少土岩边坡滑坡、泥石流等地质灾害的发生。     

麦秸秆加筋盐渍土的尺寸效应与制样问题处置

制备均匀且整体性较好的试样是保证室内实验结果可靠的前提条件。提出了两端压实的静力制样法,围绕制样中出现的几个问题,制定了适宜的应对措施。同时完成了不同直径的盐渍土和麦秸秆加筋土试样的抗压强度实验,分析了试样抗压强度的尺寸效应,以及试样直径与加筋条件间的比例关系。结果显示:采用两端压实的静力制样方法制备加筋土试样是可行的;两种试样均存在明显的尺寸效应;由于麦秸秆的加筋作用,使得麦秸秆加筋土不同尺寸试样的抗压强度尺寸效应大于盐渍土的,且其抗压强度的尺寸效应随试样尺寸的增大而越来越明显;适宜加筋长度为0.316倍试样直径,适宜加筋率0.25%。研究结果可为制备合格的加筋土试样提供参考,也有益于在未来的研究中选择更合理的麦秸秆加筋条件。     

麦秸秆加筋土的合理布筋位置和抗剪强度模型

利用三轴压缩试验,研究上部均匀布筋、整体均匀布筋和下部均匀布筋3种布筋位置的麦秸秆加筋石灰土的应力应变和抗剪强度特性.同时,借助WU模型理论探讨麦秸秆加筋土的强度模型.结果表明:(1) 麦秸秆的3 种布筋位置均能提高石灰土的抗剪强度和抗变形能力;(2) 不同的布筋位置对加筋土的内摩擦角改变较小,对黏聚力的增长影响较大;(3) 下部均匀布筋加筋土的抗剪强度指标高于整体均匀布筋的和上部均匀布筋的,将麦秸秆置于下部土中有利于加筋作用的发挥;(4) 麦秸秆加筋土的强度模型显示,强度的提高与麦秸秆的分布方式有关.研究结果对认识天然纤维加筋土的强度增长和抗变形机制具有指导作用.     

麦秸秆的筋土摩擦性能及加筋作用

为研究麦秸秆加筋土的筋土作用与加筋效果,以含水率、干密度及麦秸秆埋置深度为影响因素,开展了麦秸秆与盐渍土的拉拔摩擦实验;完成了盐渍土、麦秸秆加筋盐渍土、石灰固化土、麦秸秆与石灰加筋固化土的抗压实验和三轴压缩实验。结果表明:麦秸秆与盐渍土的拉拔摩擦强度随含水率的增大而减小,随干密度和埋置深度的增加而增大,干密度、含水率、埋置深度对筋土摩擦作用的影响程度依次减小;与盐渍土及石灰固化土相比,麦秸秆加筋大幅提高了土的抗压强度、抗剪强度与抗变形性能。麦秸秆具有良好的筋土摩擦性能和加筋效果,麦秸秆加筋能有效增强土的力学性能。     

Effects of freeze-thaw cycles on the unconfined compressive strength of straw fiber-reinforced soil

Although natural fibers can improve the strength behavior of frozen-thawed soil, the reinforcing mechanism is still not fully understood. To investigate the effects of freeze-thaw cycles on the strength of natural fiber-reinforced soil, unconfined compression tests, single-fiber pull-out tests and scanning electron microscopy (SEM) tests under 0, 3, 5, 10, 15, and 20 freeze-thaw cycles were conducted on cotton straw fiber-reinforced soil. It was found that the unconfined compressive strength (UCS) of fiber-reinforced soil decreases exponentially with the number of freeze-thaw cycles. In addition, fiber reinforcement weakens the softening degree of frozen-thawed soil under unconfined states. The UCS reduction in fiber-reinforced soil under freeze-thaw conditions is smaller than the strength reduction at the fiber-soil interface because fiber reinforcement is mainly governed not only by the fiber-soil interface but also by the spatial stress network established by discrete fibers. The complex spatial stress network, which improves the reinforcement of the fibers, is monitored by SEM after freeze-thaw cycles.     

聚丙烯纤维加筋膨胀土强度试验研究

为了研究聚丙烯纤维对膨胀土强度的影响,进行了大量的室内试验。试验结果表明,纤维膨胀土的强度比素土有了明显的提高,且随着纤维含量的增加,无侧限抗压强度增加,当纤维含量为0.3%时,无侧限抗压强度和纤维土的粘聚力达到最大值,随着纤维含量的继续增加,无侧限抗压强度和粘聚力降低,说明0.3%的纤维含量为最优含筋量。相同纤维含量的情况下,纤维土的强度随着纤维长度的增加而明显增加。同时聚丙烯纤维还可以增加纤维膨胀土的峰值强度,降低纤维膨胀土残余强度的损失,增加土样破坏的韧性,延缓破坏。     

Feasibility of saline soil reinforced with treated wheat straw and lime

Saline soils in inshore areas have characteristics that are problematic to engineering such as salt expansion, dissolution and water absorption; therefore, these soils cannot meet the requirements of strength and anti-deformation in construction. A method of reinforcing saline soil with wheat straw and lime was investigated in this study. Specifically, the feasibility of using wheat straw treated with an SH (modified polyvinyl alcohol) agent as reinforcement and the compaction and strength of saline soil reinforced with wheat straw and lime were investigated. The results indicated that wheat straw treated with SH agent is suitable for use as a reinforced material owing to its higher corrosion resistance, tensile force and elongation. Additionally, reinforcement with wheat straw and lime was found to have a positive effect on the mechanical properties of soil. Reinforcement with wheat straw fiber enhanced the strength of soil during the early curing period and reduced the brittle failure problem associated with lime soil. Reinforcing soil with wheat straw and lime is an effective method for improving soil in the geotechnical field.     

混杂纤维布加固钢筋混凝土梁抗弯性能研究

提出了用混杂纤维(由碳纤维和玻璃纤维组成)布加固混凝土结构的方法.通过试验得出钢筋混凝土梁的屈服荷载、极限荷载、跨中挠度、钢筋及加固材料的荷载-应变曲线、破坏形态以及其截面沿梁高的应变分布.结果表明:加固后的钢筋混凝土梁其平均应变的分布符合平截面假定;使用加固材料(碳纤维布、混杂纤维布)来提高钢筋混凝土梁受弯承载力的补强加固方法是有效的;钢筋混凝土梁受弯承载力随加固材料用量的增加而提高;加固材料混杂比例及混杂方式均对钢筋混凝土梁受弯承载力有一定的影响;层内混杂纤维的抗弯性能、延伸性能以及经济性均优于单一纤维和层间混杂纤维.