土工格栅横肋与砂土接触面的细观试验

通过经编土工格栅、单向土工格栅与粗砂、圆砾、残积土在不同法向压力下的拉拔试验,研究土工格栅与土界面特性.结果表明,单向格栅界面的拉拔系数和摩擦系数均小于经编土工格栅界面,界面摩擦系数随着土体颗粒粒径的增大而增大.同时结合有限元分析的方法,将数值结果与试验结果进行比较,进一步研究了法向压力、加筋长度、土体模量、格栅轴向刚度、界面折减因子等参数对界面特性的影响.最后研究了不同拉力作用下的界面剪应力和轴力分布规律.

通过对玻璃纤维土工格栅加筋土体的三轴试验研究,分析不同加筋层数、不同围压对试样应力应变关系曲线、抗剪强度的影响。试验结果表明:加筋作用效果随着轴向应变的增大而增强;同一种加筋材料,加筋层数越多,加筋效果越明显;加筋使得试样具有一定的延性,并能显示出很强的后期效应;在低围压的情况下,采用加筋的方法来提高土的强度更为合理、有效。

筋土之间的相互作用机制复杂,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,研究了土工格栅与砂土相互作用机制和格栅几何特征对拉拔阻力的影响。初步揭示了格栅横肋和纵肋在拉拔模式下的作用机制和格栅网格刚度对拉拔阻力的影响。结果表明,在拉拔位移较小时,纵肋摩阻力和横肋被动阻力几乎同步增长;在拉拔位移较大时,纵肋摩阻力逐步达到峰值,拉拔力的增量大部分来源于被动阻力的进一步增长。土工格栅拉伸模量和网格刚度是影响筋土界面力学特性的重要因素。

对库布齐沙地、毛乌素沙地和腾格里沙地的调查和现场采取土样,试验测试了风砂土的物理力学性质指标和矿物化学成分,研究并提出了库布齐和腾格里风砂土粒度成分、化学成分的同一性,以及与毛乌素风砂土的差异性,这是由于土的成因与环境条件所至。对比分析了天然重度与干重度相差很小,最疏松状态下和最密实状态下干重度的也较接近,可用于控制填土密实度。在直剪摩擦和拉拔摩擦试验基础上,研究了土工格栅加筋风砂土产生的φ值和具有类似内聚力的c值,土工格栅与土摩擦形成的复合材料改善和增强了力学与工程性能的原因以及土工格栅所起的作用。

土工合成材料加筋土工程中,土工合成材料与土的界面作用特性是关键的技术指标。文章以土工格栅为加筋材料,以风积砂为填料,通过直剪试验和拉拔试验研究土工格栅与风积砂土的界面作用特性,以便为土工格栅加筋风积砂土工程提供一些依据和参考

利用大型循环单剪试验仪,进行30组大型单剪试验,综合研究分析不同类型的土工格栅,不同的格栅数量和格栅分布形式对加筋土力学特性的影响。研究3种不同类型的土工格栅,分别是矩形截面和椭圆形截面的双向格栅,以及三向土工格栅。试验结果表明,土工格栅的截面肋条以及节点厚度和相对开孔面积与加筋砂土的抗剪强度呈正相关,肋条长度和宽度与加筋砂土的抗剪强度呈负相关。进一步试验表明,格栅的布置层数对砂土的力学性能产生影响。当向纯砂中加入土工格栅时,其整体纯剪切强度降低。砂土的剪切破坏面集中在试样上部,试样下部各高度处的相对剪切位移较小。加入土工格栅后,整体试样的表观黏聚力增加,摩擦角降低。因此,在单剪模式且筋材铺设方向与剪切方向一致时,筋土界面成为软弱界面,降低了抗剪强度,同时筋材对砂土有一定的约束作用,因此出现了表观黏聚力。

土工格栅的蠕变影响其在工程中的应用。针对此问题,本文进行了土工格栅的蠕变试验,并得到不同设计年限下的蠕变强度折减系数。试验结果表明：在低应力比条件下,土工格栅应变随时间的增加而增长,逐渐变缓,最后趋于稳定;在高应力比条件下,土工格栅的应变随时间的增加而增长,直至断裂;试样所受到的应力比越大,相同时间内产生的应变越大;达到同样大小的应变值,较低的应变比条件下所需时间长,较高的应变比所需的时间少;土工格栅在应力松弛状态中,保持应变不变时,荷载随着时间的增加而逐渐减小。

土工格栅的蠕变影响其在工程中的应用。针对此问题,本文进行了土工格栅的蠕变试验,并得到不同设计年限下的蠕变强度折减系数。试验结果表明:在低应力比条件下,土工格栅应变随时间的增加而增长,逐渐变缓,最后趋于稳定；在高应力比条件下,土工格栅的应变随时间的增加而增长,直至断裂；试样所受到的应力比越大,相同时间内产生的应变越大；达到同样大小的应变值,较低的应变比条件下所需时间长,较高的应变比所需的时间少；土工格栅在应力松弛状态中,保持应变不变时,荷载随着时间的增加而逐渐减小。

通过载荷试验,模拟基础受荷条件下的剪切破坏过程,了解不同类型格栅在增大荷载扩散角,提高承载力,减小地基变形等方面的效果。

加筋土技术已在公路、水运、铁道、水利等工程中广泛采用。加筋材料在工程中的蠕变性及耐久性问题一直是人们关注的重要问题。通过对土工格栅的系列变形试验,得出土工格栅长期荷载作用下的变形特征,即变形率与时间呈对数关系,与应力大小呈“s”曲线关系,为加筋土结构设计计算和加筋材料在工程上的应用提供重要参考。

有关土工织物界面试验的成果较多,而土工格栅界面试验的成果很少。介绍了单向拉伸格栅和经编格栅的界面试验内容和成果,对土工格栅与砂砾石、粗砂、残积土的界面摩擦系数作出评价,并与有纺土工布的成果进行比较。

土工格栅与土的界面作用特性直接影响着加筋土挡墙的安全与稳定性。因此,土工格栅与填料的界面技术指标在加筋土挡墙的设计中至关重要。本文在从试验方法、加载方式、试验箱侧壁边界效应和尺寸效应、填料厚度、压实度以及筋材夹持状况等几方面分析土工格栅界面摩擦特性影响因素基础上,进行了土工格栅在砂砾料和粘性土中的拉拔试验和直剪试验。试验结果表明:土工格栅与砂砾料接触面抗剪强度较高,而与粘土接触面抗剪强度很低;对于加筋土挡墙拉拔力较大的层位,应选用刚度大的土工格栅和砂砾料为填料。直剪摩擦试验不适合确定土工格栅接触面的抗剪强度。该试验结果对土工格栅加筋土挡土墙的设计具有重要的参考价值。

土工格栅的蠕变影响其在工程中的应用。针对此问题,本文进行了土工格栅的蠕变试验,并得到不同设计年限下的蠕变强度折减系数。试验结果表明：在低应力比条件下,土工格栅应变随时间的增加而增长,逐渐变缓,最后趋于稳定;在高应力比条件下,土工格栅的应变随时间的增加而增长,直至断裂;试样所受到的应力比越大,相同时间内产生的应变越大;达到同样大小的应变值,较低的应变比条件下所需时间长,较高的应变比所需的时间少;土工格栅在应力松弛状态中,保持应变不变时,荷载随着时间的增加而逐渐减小。

中华人民共和国土工合成材料国家标准土工合成材料塑料土工格栅标 准 山东众联新材料科技有限公司与各大土工材料企业分享 15053418175土工材料服务热线 1范围 本标准规定了以聚丙烯（pp）、高密度聚乙烯（hdpe）或其它高分子聚合物为主要原料加入抗紫外线助剂，经挤出、拉 伸成型的塑料土工格栅的范围、定义、命名、技术要求、试验方法、检验规则和产品标志及运输、贮存。 本标准不适用于塑料土工网。 2、性引用标准 下列标准所包括的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会 被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 gb/t2918－1998塑料试样状态调节和试验的标准环境 gb/t1040－1992塑料拉伸性能试验方法 gb/t13762－1992

橡胶砂作为轻质、耗能填料在土木工程中有广泛的应用前景,但其强度往往会随橡胶含量的增大而降低。土工格栅常用于对散体材料的加筋补强,研究土工格栅对橡胶砂强度特性的加筋效应具有重要意义。基于三轴压缩试验,对3种不同格栅布置方式(1、2、3层)下的干燥橡胶砂强度特性展开研究,重点考察加筋层数对不同围压(50、100、200kpa)下、不同配比(0%、10%、20%、30%、40%)橡胶砂的强度参数,如峰值强度、似黏聚力、内摩擦角的影响规律。结果表明:土工格栅加筋橡胶砂的强度参数,包括峰值强度、似黏聚力、内摩擦角,相对于未加筋橡胶砂均有明显提高,提高幅度随土工格栅加筋层数的增加而增大,随着围压的降低而增大；土工格栅对配比为20%橡胶砂的强度加筋效应最为明显；土工格栅加筋橡胶砂的强度参数恢复系数与加筋密度之间呈良好的线性关系；土工格栅加筋橡胶砂的强度特性可由试验所得的经验恢复函数较好地估计。

土工格栅与土体界面摩擦特性指标是加筋土结构设计的关键。基于分析土工格栅与土体的界面摩擦形式,进行了一系列室内筋土界面拉拔试验和直剪摩擦试验,测试了两种试验条件的界面摩擦特性。试验结果表明:土工格栅与砂砾料接触面抗剪强度较高,而与粘土接触面抗剪强度很低。剪切速率对两种试验方法测得的界面摩擦特性指标有不同的影响。随着法向应力的增加或剪切速率的降低,筋土界面剪应力力峰值以及其对应的剪切位移增大。土工格栅的横肋对筋土界面特性具有重要贡献。随着填料压实度的提高,土工格栅加筋效果越明显。

土工格栅是一种新型的加筋材料,目前有关土工格栅机理的研究较少,处于理论落后于工程实际的状态。通过直剪摩擦试验和拉拔摩擦试验对土工格栅(包括塑料格栅和经编格栅)与粗粒土(砂砾、砂和残积土)之间的界面摩擦特性进行了研究,同时还采用有纺土工布进行了对比试验。试验结果表明,与早期普遍采用的有纺土工布加筋材料相比,无论是强度、延伸率、界面摩擦系数,土工格栅都具有明显的优点,尤以土工格栅配合碎石类填料的效果最好,它可以产生摩擦、咬合、嵌锁等综合作用。

通过拉拔试验,分析了土工格栅在不同填料中的摩擦特性规律,并对影响摩擦特性的几个主要试验条件进行了分析研究,对今后的筋材拉拔试验及工程应用具有参考价值.

尾矿坝加筋设计时,土工格栅与尾矿界面摩擦特性是影响加筋结构安全稳定的重要因素。通过室内拉拔试验,分析了上覆压力、含水率和拉拔速率3个试验条件对筋-尾矿界面摩擦参数的影响。结果表明:含水率对似黏聚力和似摩擦角的影响显著,但随含水率增大似黏聚力与界面摩擦强度变化趋势一致,都呈现先增大后减小的规律,在含水率变化情况下的界面参数选取中主要考虑似黏聚力;拉拔速率对似摩擦角比对似黏聚力的影响大,且似摩擦角与界面摩擦强度都随拉拔速率增大而增大,但似摩擦角增大速率逐渐减缓,随拉拔速率加大,对界面参数的主要影响开始由似摩擦角向似黏聚力转变;在不同尾矿含水率或拉拔速率情况下似摩擦系数均随法向应力增大呈非线性递减,可用二次抛物线拟合反映二者关系,且含水率对似摩擦系数的影响比拉拔速率对其的影响大,而在法向应力一定情况下,似摩擦系数随含水率的变化与对应界面参数似黏聚力的变化规律相同,随拉拔速率的变化与对应的界面参数似摩擦角的变化规律相同。

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。

对某土工格栅加筋土陡防护堤进行现场试验研究，分析施工期及竣工后一季度期间的加筋体底部竖向土压力、反包体背部侧向土压力和土工格栅拉筋应变分布规律．试验结果表明：土工格栅加筋土陡防护堤底部垂直土压力在横断面上呈非线性分布，路堤中心附近与坡脚附近的平均垂直土压力相差不是很大；堤中心垂直土压力比不加筋的减少了20％以上；不同高度处的格栅应变沿筋长方向呈非线性分布。格栅最大应变不超过4％；反包体后侧向土压力沿堤高呈上小下大的非线性分布；底部垂直土压力、侧向土压力、格栅应变在工后两个月，趋于稳定；安全稳定的土工格栅加筋土陡防护堤是可行的．

通过埋设水平土压力盒、柔性位移计,对模块式土工格栅加筋土挡土墙墙后的水平土压力和格栅水平变形进行了系统监测,采用加筋组合法对加筋土挡墙的土压力进行了计算,与实测、变系数法所得数据对比分析,得出采用该方法计算的土压力更能合理地解释工作状态下加筋土挡墙的土压力分布规律;对比分析了施工阶段和竣工后格栅的应变,得出拉筋应变主要发生在施工阶段,工后应变较小,并结合试验结果,提出了关于施工控制的相关建议。