排水條件對(duì)土工合成匯報(bào)材料加筋黏性土特性的影響

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1、水利學(xué)報(bào)年月第卷第期文章編號(hào)排水條件對(duì)土工合成材料加筋黏性土特性的影響魏紅衛(wèi)喻澤紅鄒銀生中南大學(xué)土木建筑工程學(xué)院湖南長(zhǎng)沙長(zhǎng)沙理工大學(xué)湖南長(zhǎng)沙湖南大學(xué)土木工程學(xué)院湖南長(zhǎng)沙摘要通過(guò)固結(jié)排水和不固結(jié)不排水條件下的三軸剪切試驗(yàn)研究了加筋對(duì)黏性土體強(qiáng)度和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的影響以及不同排水條件下的加筋效果結(jié)果表明在排水條件下筋材與土體的相互作用相對(duì)充分明顯提高了土體的峰值強(qiáng)度和殘余強(qiáng)度且峰值后強(qiáng)度的降低幅度較小改善了土體的應(yīng)力應(yīng)變特性隨加筋層數(shù)和筋材拉伸模量增大加筋效果明顯提高而在不排水條件下由于孔隙水壓力的影響筋材與土體的作用相對(duì)復(fù)雜加筋土體的強(qiáng)度和變形特性以及加筋效果與排水條件下的大不相同在剪切初期筋材的

2、作用幾乎被超靜孔隙水壓力抵消加筋甚至對(duì)強(qiáng)度起相反作用使加筋試件的強(qiáng)度低于素土試件僅當(dāng)應(yīng)變較大時(shí)加筋對(duì)抗剪強(qiáng)度才有輕微的增強(qiáng)作用同時(shí)在不排水條件下筋材拉伸模量和加筋層數(shù)提高對(duì)加筋土體強(qiáng)度的影響不明顯因此在加筋土工程中排水條件是首先要考慮的因素關(guān)鍵詞土工合成材料加筋土三軸試驗(yàn)排水條件強(qiáng)度變形中圖分類(lèi)號(hào)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼研究背景隨著加筋土技術(shù)的廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展加筋土結(jié)構(gòu)本身也發(fā)生了顯著變化加筋材料已不再局限于傳統(tǒng)的金屬條帶采用種類(lèi)繁多性能更加優(yōu)良的土工合成材料加筋正成為加筋土發(fā)展的新趨勢(shì)回填材料也超越了初期的粒狀土體現(xiàn)在也越來(lái)越多地采用黏性土體由于加筋粒狀土體透水性強(qiáng)孔隙水易于排出筋材與土體的作用相對(duì)充分

3、因此通常加筋土體的受剪過(guò)程相當(dāng)于固結(jié)排水剪的情況從而可以采用固結(jié)排水三軸試驗(yàn)或慢剪試驗(yàn)來(lái)研究加筋土體的強(qiáng)度和變形特性國(guó)內(nèi)外這方面的研究相對(duì)較多但目前對(duì)于加筋黏性土特性的研究還相對(duì)較少由于加筋黏性土體透水性差孔隙水不能迅速排出因此固結(jié)需要較長(zhǎng)時(shí)間加筋土工程在施工期和初期使用階段固結(jié)排水往往并不充分加筋土體的穩(wěn)定性常由不排水條件下的強(qiáng)度決定文獻(xiàn)曾介紹了與此相關(guān)的多起工程事故由于孔隙水壓力的影響筋材與土體的作用相對(duì)復(fù)雜考慮不同排水條件下加筋黏性土體強(qiáng)度和變形特性以及加筋效果對(duì)于全面了解加筋土的特性很有必要本文選用紅砂巖風(fēng)化土作為土樣兩種不同的土工合成材料作為筋材制備三軸試件分別進(jìn)行固結(jié)排水和不固結(jié)不

4、排水條件下的三軸剪切試驗(yàn)以研究加筋對(duì)黏性土體強(qiáng)度和應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的影響以及不同排水條件下加筋黏性土體的特性試驗(yàn)方法試驗(yàn)材料試驗(yàn)土樣選用紅砂巖風(fēng)化土按公路土工試驗(yàn)規(guī)程在工程現(xiàn)場(chǎng)采集土樣測(cè)定其收稿日期基金項(xiàng)目湖南省建設(shè)廳資助項(xiàng)目作者簡(jiǎn)介魏紅衛(wèi)男河南汝州人博士副教授主要從事土的力學(xué)性質(zhì)研究物理性質(zhì)指標(biāo)如表和表根據(jù)文獻(xiàn)從分類(lèi)特征看紅砂巖風(fēng)化土土質(zhì)介于粉性黏土與粉土之間年在湖南兩條高速公路的加筋路堤邊坡中曾采用紅砂巖風(fēng)化土回填工程實(shí)踐證明其作為加筋土的回填材料能夠滿足工程要求該類(lèi)土在南方地區(qū)分布很廣以其替代價(jià)格昂貴的粒狀土作為加筋土的回填材料具有工程實(shí)際意義表紅砂巖風(fēng)化土的顆粒組成粒徑?顆粒組成表紅砂巖風(fēng)

5、化土的物理性質(zhì)指標(biāo)含水率密度液限塑限壓縮系數(shù)壓縮模量滲透系數(shù)土粒重度孔隙比塑性指數(shù)??????由于土工格柵網(wǎng)眼較大用于試件加筋難以反映其在實(shí)際工程中的工作狀態(tài)加之試驗(yàn)過(guò)程中土工格柵很容易刺破試件密封橡皮膜其加筋試件強(qiáng)度變形以及孔隙水壓力的測(cè)試結(jié)果可靠性較差因此本文試驗(yàn)中主要選用較柔性的有紡?fù)凉た椢镒鳛榧咏畈牧蠟榱搜芯坎煌畈睦炷Ａ康募咏钚Ч瑫r(shí)還選用了拉伸模量較低的無(wú)紡?fù)凉げ技咏钸M(jìn)行比較兩種筋材的力學(xué)性質(zhì)通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表土工織物和土工布的滲透系數(shù)分別為和?表加筋材料的拉伸試驗(yàn)結(jié)果抗拉強(qiáng)度延伸率延伸率拉力延伸率拉力拉伸模量厚度?????????縱向橫向縱向橫向縱向橫向縱向橫向縱向橫向有紡?fù)?/p>

6、工織物無(wú)紡?fù)凉げ荚嚰苽淙S試件直徑高將土工織物與土工布剪成直徑的圓形在土工織物與土工布表面灑細(xì)砂并輕輕振動(dòng)使部分細(xì)砂融入織物纖維中放置筋材的土層適當(dāng)刮毛以增大筋材和土體間摩擦咬合作用單層加筋試件筋材居中橫向平鋪多層加筋試件筋材間距均勻不同壓實(shí)度試件的制備采用改變捶擊數(shù)而不改變擊實(shí)功的做法統(tǒng)一擊實(shí)在最佳含水率的條件下分層擊實(shí)控制擊實(shí)數(shù)分別制備壓實(shí)度和的固結(jié)排水試件控制含水率分別為干密度為?制備飽和度分別為和的不排水試件每一飽和度的試件同時(shí)制備個(gè)平行測(cè)定采用平均值整理資料同時(shí)為了保持試件含水率穩(wěn)定均勻每組試件制備完成后用橡皮膜封閉后放入養(yǎng)護(hù)缸中養(yǎng)護(hù)進(jìn)行試驗(yàn)不同飽和度試件的制備嚴(yán)格按公路土工試驗(yàn)規(guī)

7、程進(jìn)行試驗(yàn)要點(diǎn)試驗(yàn)采用南京電力自動(dòng)化設(shè)備廠生產(chǎn)的應(yīng)變控制式三軸儀為確定完整的強(qiáng)度包絡(luò)線試驗(yàn)圍壓分別選取和以的峰值為破壞點(diǎn)無(wú)峰值時(shí)取軸向應(yīng)變時(shí)的主應(yīng)力差確定破壞點(diǎn)繪制軸向應(yīng)變與主應(yīng)力差關(guān)系曲線固結(jié)排水試驗(yàn)的要點(diǎn)為固結(jié)排水試驗(yàn)中應(yīng)變速率控制在?已有的試驗(yàn)表明采用這樣的剪切速率粉質(zhì)黏土中可能仍有微量的孔隙壓力存在包括孔隙氣壓力和孔隙水壓力但對(duì)強(qiáng)度影響不大由于非飽和土的孔隙水處于受拉狀態(tài)試樣置于透水石上時(shí)