高等土木工地進(jìn)程試驗(yàn)-文庫吧資料
2024-09-09 14:58本頁面
【正文】 過三軸實(shí)驗(yàn)可以測(cè)得加筋土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線，進(jìn)而可以得出加筋土的本構(gòu)模型，其加筋土的三軸實(shí)驗(yàn)原理如圖7所示，圖7 三軸試驗(yàn)示意圖大量的三軸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大部分加筋砂的強(qiáng)度特性仍符合摩爾庫倫理論，而在強(qiáng)度參數(shù)上，對(duì)于雙向格柵和土工網(wǎng)的加筋砂主要改變粘聚力分量，摩擦分量變化不大，而對(duì)經(jīng)編格柵和玻纖格柵，則不僅增加粘聚力，而且也增加摩擦分量，實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)有約束的筋材拉伸試驗(yàn)與無約束的強(qiáng)度特性有很大差別，砂土限制了筋材的頸縮，并且比無砂土?xí)r筋材的拉伸模量大大提高了。 直剪試驗(yàn)和拉拔試驗(yàn)比較直剪實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的一系列情況不同于加筋土的原理，在直剪開始剪切前，筋材受壓，然后沿固定面的剪切改變了試樣的應(yīng)力分布，當(dāng)應(yīng)變較大時(shí)，筋材變成輕微伸長，這就是土的破壞了，但是筋材并未因拉伸而破壞，可見這不是加筋土的典型破壞機(jī)理，由此看來，直剪實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不宜于用于解釋加筋的原理，也不宜在此基礎(chǔ)上建立任何理論模式，但是它可以用來求得土體與筋材之間的摩擦強(qiáng)度，因此仍有用處，而拉拔實(shí)驗(yàn)不僅可以求得兩者的摩擦角，而且可以獲得土與筋材之間的咬合力和剪切全過程中各個(gè)剪阻分量變化的信息，因此國內(nèi)外許多學(xué)者都十分重視拉拔實(shí)驗(yàn)的研究，對(duì)它的影響因素和如何用于現(xiàn)場條件進(jìn)行了深入的討論。圖5 直剪試驗(yàn)原理 圖6 典型試驗(yàn)成果 （32）式31和式32是類似的，雖然兩者的剪應(yīng)力的定義稍有不同。相應(yīng)于拉拔力的峰值和殘余值，可以得到兩個(gè)值。在實(shí)驗(yàn)裝置上下盒之間的試樣中間，放置一水平的土工加筋材料（如土工格柵），筋材的一端自由，一端受拉。因此，實(shí)驗(yàn)手段是研究加筋土體系不可或缺的方法。3．加筋土試驗(yàn)研究方法通過實(shí)驗(yàn)手段，可以研究加筋體系的工作機(jī)理、破壞模式、變形及承載力等特性，通過實(shí)驗(yàn)過程中獲得的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以建立加筋土的穩(wěn)定性分析方法及承載力計(jì)算理論，同時(shí)通過試驗(yàn)手段還可以驗(yàn)證加筋體系中土體與水平筋的摩擦作用、側(cè)阻和咬合作用。 (2000)[16]土工織物的強(qiáng)度與筋土界面的抗剪切強(qiáng)度有一定的關(guān)系，當(dāng)土工織物的強(qiáng)度增加時(shí)筋土界面的抗剪切強(qiáng)度也隨之增加。增加上覆壓力，那么，土工格柵破壞時(shí)的拉拔位移隨之增加。 amp。研究表明:基底是柔性還是剛性對(duì)土工織物拉拔力拉拔位移曲線的影響很小，當(dāng)外載集度相同時(shí)，土工織物上的砂層厚度愈大則拉拔位移愈小。Chandan Ghosh amp。進(jìn)入二十世紀(jì)九十年代，對(duì)土工織物為加筋材料的研究在不斷深入，并增加了以土工格柵為加筋材料的研究成果。Palmeira and Milligan(1989)[11]。該階段的研究開展的主要目標(biāo)是為了搞清筋土界面拉拔機(jī)理，并涌現(xiàn)出一些有代表性的研究成果(Ingold,1983[9]。Fabian,KJ.(1988)對(duì)織造布和針刺無紡布試樣在土約束條件下進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，并發(fā)現(xiàn):土工織物的彈性模量因土約束作用而提高很多，法向應(yīng)力增大會(huì)導(dǎo)致土工織物彈性模量增大，同時(shí)模量的增大與土工織物的應(yīng)變成反比。Chandrasekaran,B.(1988)拉拔試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，棱角形砂與土工布的摩擦角隨法向應(yīng)力增大而減小，而且受土工布的孔徑的影響，筋上界面平均摩擦角約等于三軸法測(cè)定的砂的內(nèi)摩擦角。Juran (1998)[8]總結(jié)到：Holtz,.(1977)設(shè)計(jì)了一種特制的直剪盒對(duì)摩擦角進(jìn)行試驗(yàn)表明，土工布與砂土界面摩擦角與用直剪試驗(yàn)所得的內(nèi)摩擦角相同?？偨Y(jié)并分析了多種因素對(duì)沉降的影響，著重論證了剪切變形對(duì)沉降的影響，且給出了相應(yīng)的沉降計(jì)算公式。國外試驗(yàn)堤比我國的更早，有些試驗(yàn)堤的觀測(cè)時(shí)間長達(dá)20~30年。鐵道部門進(jìn)行了大量的試驗(yàn)堤的測(cè)試試驗(yàn)和研究:其中有觀測(cè)時(shí)間長達(dá)十年之久連云港試驗(yàn)堤[4]。試驗(yàn)觀測(cè)表明:路堤穩(wěn)定、沉降均勻、縮短了工期、保證了鋪軌。 2 國內(nèi)外加筋土界面試驗(yàn)發(fā)展?fàn)顩r 加筋土控制沉降試驗(yàn)發(fā)展現(xiàn)狀加筋土控制沉降的試驗(yàn)都是在軟基路堤的沉降和工后沉降預(yù)測(cè)以及控制問題中開展的，大部分研究工作通過試驗(yàn)堤完成。在土工合成材料加筋土工程中，筋材與土之間的界面特性是一個(gè)中心問題，土工合成材料與填料的界面特性直接決定加筋土工程的內(nèi)部穩(wěn)定性，它牽涉到土與筋材之間的接觸面和剪切帶，及間接影響區(qū)，它除與筋材的幾何特性有關(guān)以外，還與時(shí)間和應(yīng)變速率有關(guān)，也與土的性質(zhì)有關(guān)，所以土工合成材料與填料的界面作用特性是非常重要的技術(shù)指標(biāo)[3]。加筋復(fù)合體受到外力變形時(shí)，由于土體的變形模量遠(yuǎn)小于加筋材料，土體將比加筋材料發(fā)生更大的變形趨勢(shì)，這時(shí)加筋材料會(huì)通過對(duì)土體施加摩擦力來限制土體過分變形。復(fù)合體單元究竟發(fā)生哪一類型的破壞，這與土體、筋材本身的力學(xué)特性和相互結(jié)合情況以及所受的外力有關(guān)，對(duì)不同的加筋復(fù)合體應(yīng)作具體的分析。[1]加筋復(fù)合體主要有兩種破壞型式：1）拉斷破壞或斷裂破壞。若在土中布置了拉筋，由于拉筋對(duì)土體的摩擦阻力作用，當(dāng)土體受到垂直應(yīng)力作用時(shí)，在拉筋中將產(chǎn)生一個(gè)軸向力起著限制土體側(cè)向變形的作用，相當(dāng)于在土中增加了一個(gè)對(duì)側(cè)壓力的反力，從而提高了土的強(qiáng)度。加筋土結(jié)構(gòu)可看作是各向異性的復(fù)合材料，在一般情況下拉筋的彈性模量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于填土的彈性模量，拉筋與填土共同工作，強(qiáng)度包括了填土的抗剪力、填土與拉筋的摩阻力以及拉筋的抗拉力的共同作用，使得加筋土的強(qiáng)度明顯提高。設(shè)為土粒與拉筋在該微元段上產(chǎn)生的總摩擦力，則有 （11）根據(jù)對(duì)微元體的受力分析可知，如果 （12）則筋－土之間就不會(huì)產(chǎn)生相互錯(cuò)動(dòng)，即土的推力被筋－土之間的摩擦力所克服，微元體保持穩(wěn)定。根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果，根據(jù)迄今為止的研究結(jié)果，筋－土相互作用的基本理論大致可歸納為兩大類：一是摩擦加筋原理，二是準(zhǔn)粘聚力原理或似粘聚力原理[2]：根據(jù)加筋土復(fù)合體中筋土之間的基本構(gòu)造，取加筋體中微段為研究對(duì)象，作用于筋材的法向應(yīng)力為σ，筋帶重量和微元體土體重量忽略不計(jì)，其微元體如圖1所示，σT1T2dl圖1 摩擦加筋原理設(shè)拉筋與
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