土工合成纤维土动力特性试验

本文总结概括了国内近年来关于土工合成纤维土的研究情况,重点介绍了纤维土在不同变量下的动静力学特性、在季冻区的研究应用等方面的研究方法、研究成果,分析了研究的意义和作用,以及未来的研究发展方向。

土工合成材料作为一种加筋(加固)材料在工程中应用越来越广泛,但加筋机制和设计理论方面的研究却落后于工程实际,从而影响加筋技术的发展。首先,简要地评述这种机制研究中重要的界面特性在国内的研究及试验情况。然后,针对上述研究中的问题,提出一种新的综合性加筋机制,将筋材的加固机制大致分为直接加筋和间接加固作用,前者是指土与筋材接触面之间以及紧邻的剪切带(界面)的加筋作用,后者是指加筋材料对周围土体的刚度、应力和应变分布以及破坏形式等的影响和加固作用。由此可知,筋材的加筋作用不仅发生在接触面和界面上,而且还发生在界面以外的土体内,使筋材周围一定范围内的土体形成“加筋土体”。简而言之,加筋的主要作用在于增强土的整体性,使土由散体变为有一定连续性的介质。若忽略这点,就会使计算成果不能反映加筋的实际效果,这正是目前普遍存在的问题。最后,通过介绍界面特性的室内和现场若干试验研究成果对其加以验证。

针对聚丙烯腈和聚丙烯纤维对混凝土的力学性能影响进行室内试验,研究两种纤维及其掺量对混凝土的抗压强度、劈拉强度的影响关系.试验结果表明,与素混凝土相比,聚丙烯腈纤维混凝土的抗压强度、劈拉强度随纤维掺入量的增加而不同,存在最佳的纤维掺入量,而聚丙烯纤维对混凝土抗压强度没有提高作用,对劈拉强度则有提高,但也存在最佳的纤维掺入量.两种纤维的使用应根据工程实际进行选取.

仪器名称fkl-082 检定周期35%rh 检验依据230mm 产品名称 规格 6块 试验员： 土工合成材料cbr顶破试验记录 cbr顶破力（n） 备注 试验编号： 564.724 1896 复核：试验负责人： 29.79 样品c样品d 序号 2318.3 2500.1 样品b 仪器编号 室内湿度 试样直径 样品数量 1315.6 1432.6 1453.8 1632.4 stdsy-1 20℃ 60mm/min cbr顶破仪 1年 2873.4 1288.7 型号规格 室内温度 检验日期 顶破速率 sl/t235-1999 400g/0.5/400g 平均值x 标准差σ 变异系数 cv（%） 样品a 1819.7 2320.7 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 每组试验应取6-10块试样，直径为230mm 顶破强力计算至小数点后一位，修约到整数

该文通过土工合成材料与不同填料的直剪摩擦试验,研究土工合成材料的界面特性。并探讨了在直剪试验中,剪切速度对剪应力峰值强度的影响。

土工合成材料界面摩擦特性的室内剪切试验研究——采用白行研制的直剪仪和斜板仪研究了3种粗糙程度的hdpe(高密度聚乙烯)膜分别与砂土、土工布及土工复合材料之间的界面摩擦特性，进行了高垂直应力的直剪试验和低垂直应力下的斜板试验。通过对试验数据进行分析比...

以有色金属铜矿的细粒尾矿为加筋填料土,利用拉拔试验,研究土工合成材料(加筋带和土工格栅)在填料土不同密实度、含水量及垂直荷载作用下,土工合成材料与填料土的界面作用特性,以及细粒尾矿加筋的作用机理。

在自嵌式砌块加筋挡土墙工程中,加筋材料与自嵌式混凝土砌块间的连接强度是决定该工程的内部稳定性的关键指标。通过室内拉拔试验,得出了当法向应力p40kpa时,摩擦阻力与拉拔位移的关系曲线;同时得出了丙纶长丝机织土工布与混凝土砌块界面间的摩擦强度及法向应力的关系曲线,这一成果对同类项目设计具有很好的参考价值。

采用自行研制的直剪仪和斜板仪研究了3种粗糙程度的hdpe(高密度聚乙烯)膜分别与砂土、土工布及土工复合材料之间的界面摩擦特性,进行了高垂直应力的直剪试验和低垂直应力下的斜板试验。通过对试验数据进行分析比较,认识了一些hdpe膜界面摩擦特性的变化规律及其影响因素,并对直剪试验结果与斜板试验结果之间的差异进行了初步的研究。

通过室内拉拔摩擦试验研究风积沙与不同土工合成材料间的界面相互作用特性,得出了各级荷载作用下的τ-δl及τ-σ关系曲线;分析了曲线特征及土工格栅网格尺寸、形状对界面作用特性的影响,其结论为今后土工合成材料在风积沙的应用提供了理论依据。

在土工合成材料加筋土工程中,土工合成材料与填料的界面作用特性是最关键的技术指标,因此利用拉拔试验研究土工合成材料与填料的界面作用特性是非常必要的。以5种不同种类的国产土工合成材料为加筋材料,以砂和石灰粉煤灰为填料,比较了各种土工合成材料与填料的界面作用特性,试验表明:(1)石灰粉煤灰自重较轻,摩擦角高,并且比砂的拉拔系数相对偏高一倍左右,是理想的土工合成材料加筋土工程的填料;(2)土工合成材料的拉拔系数从高到低排序为涤纶纤维经编土工格栅最高,塑料拉伸土工格栅次之,土工网较低,土工织物最低;(3)不同填料、不同土工合成材料的拉拔系数相差较大,具体加筋土工程采用的拉拔系数需要通过拉拔试验确定。这些结论可指导土工合成材料的优选和研究加筋机理。

土工合成材料与填料的界面特性是决定垃圾填埋场中衬垫系统与土工合成材料受力特性的重要因素。选择3种不同种类的土工合成材料，用砂土和黏土为填料，通过拉拔试验研究土工合成材料的界面特性。试验结果表明：界面的峰值剪切强度与峰值位移随着法向应力的增加而增加；土工合成材料与黏土之间的摩擦角较大；填料为砂土时，无纺布与填料间的摩擦角最大，epdm次之，hdpe最小；当hdpe上下都铺无纺布时，界面的摩擦系数最小。

通过拉拔试验测定土工合成材料与风积砂的界面摩擦特性。结果表明:在风积砂中设置土工合成材料,会使风积砂获得一定的粘聚力,粘聚力的大小与材料的自身性质有关;加入土工合成材料以后,填料的内摩擦角会有一定的减小,其减小的程度与土工合成材料自身的材料性质以及材料的几何形式有关。得出了不同种类的土工合成材料对填料产生的影响。

在土工合成材料加筋土挡墙工程中加筋材料与填土间的界面作用特性直接影响工程的安全与稳定性,因此,加筋材料与填土的界面技术指标在加筋土挡墙的设计中至关重要。选择双向土工格栅、丙纶长丝机织土工布两种加筋材料与不同含水量、压实度的全风化泥岩进行拔拉试验。试验结果表明,双向土工格栅与填土界面有整体拔出破坏和纵肋拔出破坏两种形式,土工布表现为整体拔出破坏;加筋材料与填土界面的表观摩阻力随法向应力的增加而增加,随填土含水量的增大而减小;在相同的填土界面情况下,机织土工布与界面的内摩擦角大于双向土工格栅。

为研究不同加筋材料对筋-土界面在静力、动力作用下的剪切特性的影响,采用大型直剪仪对土工编织布、土工无纺布、土工膜加筋的加筋土界面进行了一系列单调直剪试验、循环直剪试验和循环后单调直剪试验,并将单调直剪试验与循环后单调直剪试验的结果进行对比分析.结果表明：单调直剪试验中,界面剪应力-剪切位移关系由于加筋筋材力学特性与结构特征不同,呈现出较大差别,其中筋材在较大竖向应力的剪切过程中容易发生变形;在循环剪切过程中,土工编织布、土工无纺布界面抗剪强度发生了软化现象,而土工膜界面抗剪强度则发生了硬化现象.

02010112□□□ 监理单位 验收记录 2第4.12.5条 1007230866070 0///// 50841182023 0///// 9-21-242-21 ///// 41-10-27-826 ±50///// 31-2325-17-12 ±50///// 分项工程名称 施工单位 单位工程名称区间路基（dmk548+840.30～dmk559+000.00） 分部工程名称地基处理 1土工合成材料品种、规格、 质量 第4.12.4条品种、规格、质量符合设计要求 施工质量验收标准名称及编号《铁路路基工程施工质量验收标准》tb10414-2003 施工质量验收标准的规定施工单位检查评定记录 ±50 土 工 合 成 材 料 铺 设 允 许 偏

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通过直剪试验和三轴压缩试验,探讨纤维长度、细度、韧度及纤维土配合比对纤维土抗剪强度和应力-应变关系的影响。结果表明:纤维的掺入对土体内摩擦角的影响较小,主要提高了土体的黏聚力;纤维土的应力-应变关系呈应变硬化的特点,不存在典型的黏着破坏和拉力破坏;纤维的长度、韧度和配合比对纤维土应力-应变关系和抗剪强度的影响显著,纤维细度的影响相对较小。

将建渣作为填料应用于土工袋挡土墙,能节约资源,保护环境,但目前对建渣土工袋的研究十分缺乏.通过室内试验对建渣土工袋的抗压强度、压碎值、填充度、建渣与土工袋之间的摩擦系数、土工袋与土工袋之间的摩擦系数进行了较为系统的研究.研究表明:废弃混凝土与废弃砖块均可作为土工袋填料;从建渣土工袋的单轴抗压强度和施工便利等因素综合考虑,建渣土工袋的填充度取80％为宜.加入连接扣后,建渣土工袋间的初始抗剪强度增大;若增加连接扣的刚度并对其表面进行粗糙处理,将提高建渣土工袋间的抗剪强度.

采用固结排水三轴剪切试验,研究土工合成材料加筋对粘性土体的体变、强度以及应力应变特性的影响。结果表明,加筋可以明显抑制土体的剪胀体变,但对土体的剪缩体变影响不大,加筋有利于增强高压实度土体的体积稳定性;轴向应变较低时,加筋试件的强度低于素土试件,仅当轴向应变增大到一定程度后,加筋试件的强度才逐渐高于素土试件,加筋对土体强度的增强作用存在滞后现象,且随筋材拉伸模量和加筋层数的提高,滞后现象更明显。试验结果同时表明筋材拉伸模量较低时,增加加筋层数,虽然可以一定程度提高土体的峰值强度,但对峰值后的强度提高不明显;相比而言,采用较高拉伸模量的筋材,加筋对土体残余强度的提高幅度明显高于峰值强度,对土体应力应变特性的改变也相对较大。

该文对试验装置、试验材料、试验原理与操作进行了详细的描述,并对影响摩擦特性的几个主要因素进行了分析。

土工合成材料的蠕变特性极大的影响着加筋土结构的性能及耐久性.通过对土工合成材料蠕变特性及影响因素的研究分析,能够更加直观和准确的掌握合成材料蠕变的基本特征,并且能够了解到蠕变的相关影响因素,为保证土木工程建设工作的顺利进行打下质量奠定坚实的基础.