小间距加筋土力学性能的试验研究

论文摘要

加筋土技术在土木工程领域得到了广泛应用,但是传统的加筋土结构有其局限性。近年来,国外学者Adams M.T.等人提出了GRS结构,专门用来表示土工合成材料加筋的小间距高压实度粒料土。目前对GRS结构的研究还处于初级阶段,为了更好地了解它的力学性能,本文采用室内试验进行了小间距加筋土的回弹特性和无侧限抗压特性研究。所用试件分别用双向土工格栅和无纺土工布加筋的粒料土制作。除分别对压实度为88%、92%、96%的土工格栅加筋土和压实度为92%、96%、100%的土工布加筋土,按照加筋层数分别为0、1、2、3、4、5的组合完成了加筋土试件室内回弹模量的试验工作以外,还分别对压实度为88%、92%、96%的土工格栅加筋土和压实度为96%、100%的土工布加筋土,按照加筋层数分别为0、1、2、3、4、5的组合完成了加筋土试件室内无侧限抗压强度的试验工作。分析了加筋层的布设位置、加筋层数、土的压实度等因素对GRS结构的影响规律,得到以下主要结论：(1)提高压实度和减小加筋间距都可以提高GRS结构的强度和刚度,但提高的幅度随压实度的增大或加筋层间距的减小而逐渐降低。(2)靠近试件上表面的加筋层对提高结构土体的回弹模量作用显著,远离上表面一定区域以外的加筋层,对回弹模量的影响甚微。(3)土工格栅加筋土体和土工布加筋土体的变形特性略有不同。前者在加载过程中表现为内部嵌锁作用的增强,以摩擦加筋机理为主；后者在加载过程中,土工布与相邻土体变形基本协调,可承受的极限应变很大,表现为张力膜加筋机理为主。(4)土工格栅加筋土结构更坚硬,土工布加筋土结构则更柔韧。良好压实的小间距土工合成材料加筋粒料土有更高的抗压强度,破坏模式表现为弹塑性失稳。这说明土工合成材料加筋小间距粒料土是柔性支挡结构的理想材料。(5)GRS结构具有极佳的应变承受能力,甚至在应变高达60%时,应力仍然持续增长,表现出了极优越的韧性,因此它是理想的抗震结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 研究的目的及意义
• 1.2.1 研究的意义
• 1.2.2 研究的目的
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文研究的主要内容、方法、技术路线和创新点
• 1.4.1 研究的主要内容
• 1.4.2 研究方法
• 1.4.3 技术路线
• 1.4.4 本文的创新点
• 第2章 土工合成材料加筋土理论
• 2.1 土工合成材料
• 2.1.1 土工合成材料的发展
• 2.1.2 土工合成材料的分类
• 2.1.3 土工合成材料的功能及应用
• 2.2 加筋土技术
• 2.2.1 加筋土的发展概况
• 2.2.2 加筋土的加筋机理
• 2.3 土工格栅
• 2.3.1 土工格栅的发展及应用
• 2.3.2 土工格栅的工程特性
• 2.3.3 土工格栅的加筋机理
• 2.4 土工布
• 2.4.1 土工布的发展及应用
• 2.4.2 土工布的工程特性
• 2.4.3 土工布的加筋机理
• 第3章 小间距加筋土的回弹特性试验研究
• 3.1 概述
• 3.2 土工格栅加筋土的回弹特性试验
• 3.2.1 试验材料
• 3.2.2 试验仪器
• 3.2.3 试验方案
• 3.2.4 试样制备
• 3.2.5 操作步骤
• 3.2.6 试验结果
• 3.2.7 试验结果分析
• 3.3 土工布加筋土的回弹特性试验
• 3.3.1 试验材料
• 3.3.2 试验仪器
• 3.3.3 试验方案
• 3.3.4 试样制备
• 3.3.5 操作步骤
• 3.3.6 试验结果
• 3.3.7 试验结果分析
• 3.4 土工格栅与土工布加筋土的回弹特性对比
• 第4章 小间距加筋土的无侧限抗压特性试验研究
• 4.1 概述
• 4.2 土工格栅加筋土的无侧限抗压强度试验
• 4.2.1 试验材料
• 4.2.2 试验仪器
• 4.2.3 试验方案
• 4.2.4 试样制备
• 4.2.5 操作步骤
• 4.2.6 试验结果
• 4.2.7 试验结果分析
• 4.3 土工布加筋土无侧限抗压特性试验
• 4.3.1 试验材料
• 4.3.2 试验仪器
• 4.3.3 试验方案
• 4.3.4 试样制备
• 4.3.5 操作步骤
• 4.3.6 试验结果
• 4.3.7 试验结果分析
• 4.4 土工格栅与土工布加筋土的无侧限抗压特性对比
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文