纖維加筋土是在土中摻加抗拉強(qiáng)度高的纖維材料形成的一種人工復(fù)合土。纖維在土中分布方向的隨機(jī)性使得纖維加筋能夠控制土體在各個(gè)方向上可能出現(xiàn)的變形,而傳統(tǒng)加筋土的筋材大都定向排列,通常只能控制側(cè)向變形。纖維的使用能夠替代或最小化使用傳統(tǒng)水泥等固化劑。輕質(zhì)、柔韌、高強(qiáng)的纖維材料在地震中也具備優(yōu)異性能。纖維加筋土表現(xiàn)出的優(yōu)越性,受到眾多學(xué)者的青睞,普遍認(rèn)為其在地基基礎(chǔ)、邊坡加固等工程中具有應(yīng)用前景,能夠成為一種優(yōu)質(zhì)的土體改良技術(shù)。纖維加筋土成為了巖土工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題之一。通過開展一系列無側(cè)限抗壓試驗(yàn)和三軸壓縮試驗(yàn),系統(tǒng)研究了加筋量、加筋長(zhǎng)度、分布方式、圍壓等對(duì)纖維加筋土強(qiáng)度的影響及纖維加筋土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、變形模量、孔壓系數(shù)、黏聚力、內(nèi)摩擦角等基本性質(zhì)。同時(shí),分析了纖維對(duì)荷載作用下剪切裂縫發(fā)展的影響,并基于纖維在土中的分布方式,分析研究了纖維加筋土的增強(qiáng)機(jī)理。得到以下主要成果:(1)棉纖維加筋土的有效加筋量為0~1.5%,存在最優(yōu)的加筋量1.0%和最優(yōu)的加筋長(zhǎng)度(臨界長(zhǎng)度)D/2(D為試樣直徑)。(2)飽和棉纖維加筋土的應(yīng)力應(yīng)變特性表現(xiàn)為應(yīng)變硬化型。應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線呈非線性,試樣發(fā)生塑性破壞。大應(yīng)變時(shí),纖維加筋作用更顯著。(3)最優(yōu)加筋條件下,纖維加筋土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度與素土比較,纖維隨機(jī)分布時(shí)提高了24.8%,成層十字交叉分布時(shí)基本相同,成層單向分布時(shí)降低了15.1%。纖維在土中的分布形式對(duì)加筋土的強(qiáng)度有重要影響,通過合理方式控制纖維在土體中的分布,使其和土中拉應(yīng)力方向一致時(shí)可以更加有效地控制土體的徑向變形,抑制荷載作用下土體裂縫的發(fā)展,提高土體的強(qiáng)度。(4)纖維隨機(jī)分布加筋土的平均變形模量隨加筋量和加筋長(zhǎng)度的增加先增大后減小,棉纖維加筋土的平均變形模量的范圍是0.56 MPa~1.26 MPa。(5)UU試驗(yàn)條件下,最優(yōu)加筋條件的飽和棉纖維加筋土的不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度較素土提高了63.5%。CU試驗(yàn)條件下,飽和棉纖維加筋土的黏聚力隨加筋量和加筋長(zhǎng)度的增加呈先增大后減小的趨勢(shì),最優(yōu)加筋條件的纖維加筋土的總黏聚力和有效黏聚力分別較素土提高了48.4%和112.3%。不同加筋條件的纖維加筋土的內(nèi)摩擦角基本相同。(6)CU試驗(yàn)條件下,飽和棉纖維加筋土的孔隙水壓力隨軸向應(yīng)變的增加先增大后緩慢下降或保持不變,隨偏差應(yīng)力的增大先增大后趨于穩(wěn)定�？紫端畨毫εc偏差應(yīng)力呈非線性關(guān)系,最優(yōu)加筋條件的擊實(shí)棉纖維加筋土的孔壓系數(shù)A介于0.35~0.46。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU41
【部分圖文】：

圖1-1 試驗(yàn)用棉纖維Fig. 1-1 synthetic cotton fiber表1-1 棉纖維的物理力學(xué)性質(zhì)e1-1 Physical and mechanical parameters of synthetic cotto直徑D/mm 伸長(zhǎng)率/% 抗拉強(qiáng)度/MPa 0.8 37.0 8.2 表1-2 陜西楊凌地區(qū)黃土的物理性質(zhì)able 1-2 Physical properties of Yangling loess in Shaanxi a天然含水率w/%塑限wp/%液限wL/%塑性指數(shù)Ip 19.1 19.4 34.9 15.5 為江蘇永昌科教儀器制造有限公司生產(chǎn)的YSH-2。如圖1-2所示。

圖1-1 試驗(yàn)用棉纖維Fig. 1-1 synthetic cotton fiber表1-1 棉纖維的物理力學(xué)性質(zhì)Table1-1 Physical and mechanical parameters of synthetic cotton fiber密度ρ/g·cm-3直徑D/mm 伸長(zhǎng)率/% 抗拉強(qiáng)度/MPa 彈性模量/MPa1.54 0.8 37.0 8.2 40.0表1-2 陜西楊凌地區(qū)黃土的物理性質(zhì)Table 1-2 Physical properties of Yangling loess in Shaanxi area天然密度ρ/g·cm-3比重Gs天然含水率w/%塑限wp/%液限wL/%塑性指數(shù)Ip液性指數(shù)IL孔隙比e1.69 2.72 19.1 19.4 34.9 15.5 -0.02 0.921.6 試驗(yàn)儀器無側(cè)限抗壓儀為江蘇永昌科教儀器制造有限公司生產(chǎn)的YSH-2型，所用量力環(huán)系數(shù)為21.104 N/0.01mm。如圖1-2所示。圖1-2 YSH-2型無側(cè)限抗壓儀Fig. 1-2 YSH-2 unconfined pressure apparatus8

三軸壓縮儀為浙江省上虞縣勘察土工儀器廠生產(chǎn)的SJ-1A三軸剪力儀，所用量力環(huán)系數(shù)為3.167748KN/mm。如圖1-3所示。器廠生產(chǎn)的SJ-1A三軸剪力儀，所用量力環(huán)系數(shù)為3.167748KN/mm。如圖1-3所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2872470