土工格柵加筋砂土的特性研究及加筋墊層的承載力計算.pdf

1、作為一種剛剛引進市場不久的新型土工格柵，三角形土工格柵有著更穩(wěn)定的網(wǎng)格結(jié)構，可以在各個方向提供更均勻的約束。目前世界上各國對于該土工格柵的基礎理論研究和應用技術剛剛起步，研究數(shù)據(jù)還非常有限。
　　 因此很有必要開展三角形土工格柵加筋地基的試驗、理論及應用的研究，加快我國對新產(chǎn)品研究應用的步伐，縮短與國際間的差距，更好地為工程實踐服務。利用美國堪薩斯大學、建筑與環(huán)境學院設計制造的直剪儀進行了三角形土工格柵加筋砂土的室內(nèi)直剪試驗，研

2、究了三角形土工格柵與砂土的界面特性；通過室內(nèi)載荷試驗，研究r三角形土工格柵加筋砂土的承載力性狀；采用FLAc數(shù)值模擬，分析了三角形土工格柵在不同方向拉力作用下的張拉性能，同時對施工損傷下的強度損失也作了一些探討，為三角形土工格柵進一步在工程中推廣應用提供了試驗和理論研究基礎。結(jié)合現(xiàn)場原位載荷試驗結(jié)果，討論了加筋地基承載力計算方法。本文獲得主要結(jié)論如下：
　　 (1)采用室內(nèi)直剪試驗，首次對新型三角形土工格柵與砂土的界面特性進行了

3、研究，探討了影響土J二格柵筋土界面特性的因素，引入摩擦系數(shù)比，對三角形土工格柵筋土界面特性進行評價。試驗表明，三角形土工格柵和雙向土工格柵加筋砂土的剪切應力與剪切位移的關系曲線變化規(guī)律基本相同，剪應力與垂直荷載問存在線性關系，可用莫爾庫倫抗剪強度公式表示。峰值強度條件下，雙向土工格柵和砂土界面摩擦角與砂土的內(nèi)摩擦角基本相等，筋土界面抗剪強度較砂l(fā)十抗剪強度的提高主要決定于格柵肋條上下表面與砂土顆粒的摩擦作用和格柵肋條對砂土顆粒的“嵌固”

4、作用使顆粒間的“咬合力”提高引起的似粘聚力增加；三角形土工格柵和砂土的摩擦角大于砂土的內(nèi)摩擦角，筋土界面抗剪強度的提高除考慮似粘聚力提高外，需適當考慮摩擦角增量的貢獻。這是由于三角形格柵的形狀優(yōu)勢，對砂土顆粒提供了更大的側(cè)向約束和“嵌固”作用，不僅使筋土界面的似粘聚力提高，同時也引起摩擦角的明顯增大。引入柵孔形狀參數(shù)，分析了柵孔形狀對筋土界面相互作用的影響，驗證了三角形土工格柵三角形柵孔的優(yōu)越性，同時從四個階段簡要分析了土工格柵與砂土界

5、面破壞的機理。
　　 (2)首次采用模擬的方法，提出簡化分析模型，分析了三角形土工格柵和雙向土工格柵在不同方向拉力作用下的張拉性能，研究了抗拉強度和抗拉剛度的分布受柵格形狀，肋條截面積，肋條彈性模量變化的影響規(guī)律。
　　 通過模擬分析發(fā)現(xiàn)，雙向土工格柵的抗拉強度和抗拉剛度極大程度上與單向拉力的方向有關，而三角形土工格柵抗拉強度和抗拉剛度受拉力方向影響較小。肋條彈性模量和截面積的增加均會引起三角形土工格柵抗拉強度和抗拉剛度

6、的增加。
　　 (3)將施工損傷的概念引入數(shù)值模擬模型中，模擬分析了土工格柵不同損傷程度下的抗拉強度變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著損傷程度的增加，兩種格柵的強度近似呈線性遞減，30。方向抗拉強度變化較其它方向變化大。雙向土工格柵極限抗拉強度受施工損傷的影響較三角形土工格柵敏感。建議三角形七工格柵的施工損傷折減系數(shù)以30。方向下25％一75％損傷范圍內(nèi)取值。
　　 (4)利用室內(nèi)模型試驗方法，首次對三角形土工格柵加筋砂土開展載荷試驗

7、研究。試驗表明，三角形土工格柵或雙向土工格柵加筋，均可提高砂土地基的極限承載力和剛度，同時可提高加筋地基的模量。三角形土工格柵首層加筋間距為。1/3倍的基礎寬度時，加筋效果最好。單層加筋時，在地基允許變形范圍內(nèi)，筋材抗拉強度接近的條件下，三角形土工格柵較雙向土工格柵更能有效地發(fā)揮作用。引入承重比的概念，從經(jīng)濟方面研究了三角形土工格柵的優(yōu)越性。選用土工格柵進行地基加筋時，需結(jié)合工程實際，選擇合適的格柵類型、格柵型號和加筋參數(shù)。