季節(jié)凍土區(qū)水工加筋擋墻筋材與筋土復(fù)合體試驗(yàn)研究.pdf

1、加筋土擋墻是土-筋復(fù)合體，在外力作用下有較好的整體變形協(xié)調(diào)能力，利用土與拉筋間的摩阻力可以平衡作用于該復(fù)合體上的土壓力。目前，如何利用該支擋結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)平衡季節(jié)凍土區(qū)的水平凍脹力，該結(jié)構(gòu)加筋材料在季節(jié)凍土區(qū)的力學(xué)性能變化規(guī)律、該復(fù)合體在凍融循環(huán)環(huán)境中的變形規(guī)律等研究，已成為季節(jié)凍土區(qū)支擋結(jié)構(gòu)的前沿課題。
　　本文對(duì)國(guó)內(nèi)外季節(jié)凍土區(qū)支擋結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和總結(jié)，指出了存在問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，對(duì)比分析歷史與近年觀測(cè)資料，開(kāi)發(fā)設(shè)

2、計(jì)相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備，通過(guò)低溫凍融試驗(yàn)、模型試驗(yàn)與數(shù)值分析相對(duì)照的方法，對(duì)季節(jié)凍土區(qū)支擋結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了研究，主要研究工作及成果：
　?。?）恢復(fù)哈爾濱萬(wàn)家凍土觀測(cè)場(chǎng)的各項(xiàng)觀測(cè)設(shè)備，通過(guò)對(duì)歷史與近年的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)資料整理分析，建立凍結(jié)指數(shù)與最大凍結(jié)深度間的關(guān)系，提出氣候轉(zhuǎn)暖條件下對(duì)理論公式的修正系數(shù)參考值。
　?。?）進(jìn)行了15個(gè)加筋材料試樣在相同正、負(fù)溫條件下的蠕變?cè)囼?yàn)，試驗(yàn)表明：蠕變變形值隨荷載水平增加而增加，相同荷載水平條件

3、下，負(fù)溫條件時(shí)的蠕變變形值小于正溫條件時(shí)的蠕變變形值。在正溫環(huán)境中已穩(wěn)定后的蠕變值受10次凍融循環(huán)影響，蠕變變形又一次增大，其增大幅值與荷載水平有關(guān)。首次提出塑料土工格柵低溫蠕變影響系數(shù)的計(jì)算方法。
　?。?）150個(gè)加筋材料試樣在5種工況下的相同條件下拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，負(fù)溫環(huán)境下的拉伸強(qiáng)度高于正溫環(huán)境的拉伸強(qiáng)度值；兩種凍融狀態(tài)（水中凍融50次和空氣中凍融50次）下的100個(gè)加筋材料試樣與50個(gè)對(duì)照組在5種工況條件下的低溫拉伸試驗(yàn)

4、數(shù)據(jù)首次表明，凍融循環(huán)對(duì)塑料土工格柵的力學(xué)性能沒(méi)有影響。為該加筋結(jié)構(gòu)在季節(jié)凍土區(qū)的推廣應(yīng)用提供了可靠數(shù)據(jù)。
　?。?）針對(duì)凍融循環(huán)過(guò)程中加筋土復(fù)合體內(nèi)部水、熱、力場(chǎng)的試驗(yàn)研究工作缺乏的科研現(xiàn)狀，通過(guò)模型擋墻的凍融循環(huán)試驗(yàn)得到三大要素的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并提出了在凍結(jié)期內(nèi)加筋格柵具有削減水平凍脹力、約束土體變形的作用，證明水工加筋擋墻能夠起到減輕凍害的作用。
　?。?）在“開(kāi)敞體系”條件下的粘性土凍結(jié)過(guò)程中，驗(yàn)證未凍區(qū)土體內(nèi)水分向凍結(jié)

5、緣處遷移的客觀事實(shí)。由于水分遷移作用使得升溫過(guò)程中擋墻頂面產(chǎn)生融沉現(xiàn)象，水分遷移劇烈區(qū)域土體含水量增加，土體模量下降，在自重作用下產(chǎn)生較大融沉變形，從而提出在春融期季節(jié)凍土區(qū)的加筋土擋墻應(yīng)避免產(chǎn)生不允許的融沉變形。
　?。?）利用數(shù)值計(jì)算與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比的方法，得到土體經(jīng)過(guò)凍融循環(huán)后的各項(xiàng)物理、力學(xué)指標(biāo)均發(fā)生變化；因凍融循環(huán)后土體彈性模量下降，試驗(yàn)得到的位移數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未經(jīng)凍融循環(huán)數(shù)值計(jì)算的結(jié)果，數(shù)值計(jì)算采用了未經(jīng)凍融循環(huán)時(shí)的模型試