单向塑料土工格栅与土界面作用特性的试验研究

  选用 EG90R 单向格栅在白河堡粘土和天津耳闸粘土中 ,EG65R 单向格栅在砂质粉土和粉细砂中进行了拉拔 试验 。绘制出每个法向应力作用下 ,格栅的滑动位移与双面剪应力之间的变化曲线 ( a ) 、 图 图 图 6 ( a) 所示 ,能够准确的看出 ,各组试样在拉拔至 1～3mm 时均慢慢的出现拐点 ,随后曲线光滑地变化 ,接近于双直线 。根 ( 据曲线出现非常明显转折处 ,确定其极限拉拔力 Td 。将极限拉拔力除以双面的面积 ,求出抗剪强度 τ = TdΠ 2 LB ) , p

  在奥运水上公园工程中 ,静水赛道需挖出砂质粉土及粉细砂 300 多万 m , 而填筑动水赛道需土 60 ～ 70 万 3 m ,怎么样去使用挖方弃土作为加筋土坡填方是一个主要课题 。粉细砂取自奥林匹克水上公园现场 , 技术指标见表 敏感 ,最大干密度为 1160gΠ ,制样时按含水量 16 % ,90 %击实度分层制样 。 cm 砂砾料取自赣龙铁路现场 ,其级配不均匀 、 不连续 , 含有较多的大颗粒 。剔除大于 40mm 的颗粒以后的技术 3 3 指标见表 3 。其最大干密度为 21107gΠ , 最小干密度为 11654gΠ 。按照有关规范 , 试样相对密度取为 Dr = cm cm

  由质控拉伸试验 质控抗拉 ( m 强度Π 测得的抗拉力Π kNΠ ) kNΠ m 2 %应变 5 %应变

  拉拔试验采取应变控制的方式 ,拉拔速率取 015mm/ min 。如果在夹具头测水平位移 ,可能包含有夹具与格栅 的滑动位移 ,缝口与夹具之间格栅的拉伸变形等 ,所以试验中在格栅的后部用位移传感器测定水平位移 。 直剪试验采取应变控制的方式 ,剪切速率取 015mm/ min , 土工格栅用环氧树脂粘在光滑铁板上 , 将铁板固定 在加荷板上 。在直剪车的前端放置位移传感器 。 绘制出 τ 与各级法向应力 p 之间的曲线 试验仪器 、 材料和试验方法

  试验采用的土工格栅为青岛颐中股份有限公司生产的 EG65R 、 EG90R 、 EG130R 单向土工格栅 , 横肋间距为 25cm ,其主要的技术指标如表 1 所示 。

  摘 : 土工格栅与土的界面特性直接决定加筋土工程的稳定性 ,所以格栅与填料的界面技术指标是土工加筋关键的 要 设计指标 。本文中 ,以单向塑料土工格栅为加筋材料 ,以粘土 、 砂质粉土 、 粉细砂 、 砂砾料为填料 ,也在大尺寸接触面试验 仪上进行拉拔试验 ; 以单向塑料土工格栅为加筋材料 ,以粘土为填料进行直剪试验 。根据结果得出 : 粘土与格栅间界面的剪 切强度一般很低 ; 砂砾料中的拉拔曲线呈台阶状 ,摩擦角不是常数 ; 拉拔强度指标和直剪强度指标的适用情况不同 。这 些可当作土工格栅加筋工程设计的参考 。 中图分类号 : TU53117 关键词 : 岩土工程 ; 界面作用特性 ; 拉拔试验 ; 塑料土工格栅 ; 直剪试验 文献标识码 : A

  3 。粉细砂的干密度 — 含水量关系曲线没有呈现明显的峰状 ,在 10 %～16 %含水量时 ,击实干密度对于含水量不

  本试验采用清华大学岩土工程研究所自行研制的大型土与结构接触面循环加载剪切试验机 ( TH220t CSASSl ) [5 ] 上进行 ,如图 1 所示 ,该设备实现了加载和测量的自动化 ,加载按位移控制 。 拉拔试验车的内部尺寸 45cm × 36cm × 25cm ( 长 × × ) ,直剪试验车的内部尺寸 49cm × 15cm × 15cm , 宽 高 36 26 如图 2 所示 。 粘土分别采取了白河堡粘土和天津耳闸粘土 ,粉土采用奥林匹克水上公园现场的砂质粉土 ,土的性质如表 2 所 示 。其中白河堡粘土和粉土按照最优含水量制备 ,然后按照相关规范 ,取击实度为 90 % ,分层击实制备试样 。而 天津耳闸粘土则按最优含水量 、 %击实度制样后 ,在下部充水至饱和再做试验 。为模拟现场工况 ,拉拔试验 90 均采用不固结快速拉拔试验 。

  塑料土工格栅是一种常用的土工合成材料 ,因其性质稳定 、 强度高 、 韧性好 、 与土颗粒间摩擦作用强等优点 , 目前已大范围的应用于各类加筋土工程中 。在加筋陡坡和加筋挡土墙工程中 ,塑料土工格栅常作为加筋材料分层水 平埋设在填土中 ,来平衡土压力 。塑料土工格栅与填料之间的作用主要是由格栅与填料间的咬合作用和摩擦作 用两部分所组成 。 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直接决定加筋土工程的内部稳定性 ,所以 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 。测定土工合成材料与土之间的界面摩擦特性 ,一 般都采用大型拉拔和直剪试验 。国外许多学者 ( Shen et al . ,1979 ; Ingold ,1983 ;Myles ,1982 ; Robe et al . ,1985 ;Brand and Duffy ,1987 ;Jarrett and Bathurst ,1987) 利用现场试验 、 试验模型箱试验和数学分析研究了土工合成材料的拉拔

  图 3 EG90R 在白河堡粘土中拉拔试验曲线R 单向格栅在砂砾料中进行了拉拔试验 。绘制出每个法向应力作用下 ,格栅 的滑动位移与双面剪应力之间的变化曲线 ( a ) 所示 。对于 EG130R 型格栅 ,在 150kPa 和 200kPa 正 压力下 ,格栅最后被拉断 ; 对于 EG65R 型格栅 ,在 75kPa 和 100kPa 正压力下 , 格栅最后被拉断 。可见曲线 %

  汤 飞等 : 单向塑料土工格栅与土界面作用特性的试验研究 表3 粉细砂和砂砾料的技术指标

  [2 ] 特性 ,并建立了各种假设情况下的土工合成材料与填料间计算模型 。近年来 , 国内许多学者 ( 吴景海等 ,2001 ; [1 ,3 ,4 ] 马学宁等 ,2003 ; 马存明等 ,2004) 也利用直剪试验和拉拔试验研究了土工合成材料与填料的界面作用特性 。 本文结合奥运工程水上公园等项目 ,以单向塑料土工格栅为加筋材料 ,分别以粘土 、 粉土 、 粉细砂 、 砂砾料为 填料 ,通过拉拔试验和直剪试验 ,对土工格栅与填料之间的界面作用特性进行研究和分析 。