【摘要】：礫類土的顆粒尺寸、顆粒形狀、力學特性與砂土和黏土不同。礫類土與黏土相比較有著較強的抗壓強度和抗剪強度。加筋礫類土是指在礫類土中鋪設(shè)土工筋材,是改善礫類土性質(zhì)的有效手段之一。土工格柵加筋礫類土力學特性和加筋機理已經(jīng)成為當前研究中的熱點問題。特別是針對新疆地區(qū)礫類土筋土界面強度參數(shù)及影響因素、加筋復(fù)合體強度特性、破壞形態(tài)及加筋效果等問題的研究還很不足,影響了土工格柵加筋礫類土在工程中的進一步推廣。為合理詮釋礫類土加筋機理和工作特性,結(jié)合課題研究及重大工程實際的需要,揭示礫類土—土工格柵加筋復(fù)合體的強度、變形、破壞特性,推動加筋土技術(shù)不斷向前發(fā)展,開展土工格柵加筋礫類土力學特性和加筋機理研究。完成的主要研究工作和成果總結(jié)如下:1)礫類土及土工格柵加筋礫類土大型三軸試驗研究。采用新疆地區(qū)典型的礫類土試料,進行了不加筋及加不同間距土工格柵的礫類土大三軸試驗,對不同顆粒形狀的礫類土抗剪強度、變形特性、內(nèi)摩擦角等進行比較,對加筋前后礫類土的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系、強度特性、破壞形態(tài)及加筋效果進行研究,對礫類土的加筋機理及重大工程設(shè)計參數(shù)的選擇具有較大的實用價值。2)基于拉拔試驗的土工格柵—礫類土界面特性研究。通過礫類土—土工格柵界面特性拉拔試驗研究了界面特性的影響因素、筋土界面相互作用機理、界面強度參數(shù)和筋土相對位移的變化規(guī)律,提出了具有應(yīng)變硬化型拉拔曲線的拉拔試樣破壞標準及極限拉拔力的確定方法�？紤]格柵伸長量對格柵—土接觸面積的實時影響,得到了拉拔過程中筋—土界面實時長度的公式。引入界面綜合摩擦角φ*_(sg)的概念,給出了壓實度K、法向壓力σ、加筋礫類土界面綜合摩擦角φ*_(sg)的雙參數(shù)函數(shù)φ*_(sg)(K,σ)。通過試驗研究了壓實度、含水率對加筋礫類土筋土界面強度參數(shù)的影響,為加筋土計算理論的完善提供了理論基礎(chǔ)。3)土工格柵—礫類土接觸界面影響帶及加筋陡坡穩(wěn)定性分析。通過將傳統(tǒng)的土工合成材料拉拔儀進行改造,研發(fā)了一種可以觀測土工合成材料—礫類土界面附近土顆粒位移的裝置,直接觀測到了筋土界面影響帶的存在,并對其進行了測量。采用離散元法從細觀尺度上揭示了礫類土—土工格柵拉拔試驗過程中筋土界面區(qū)域的細觀變化。充分考慮土工格柵對土體的間接加固,引入強度分布密度概念,提出了更能反映筋土相互作用機理的考慮加筋影響帶的土工格柵加筋土坡穩(wěn)定性分析方法—影響帶法。4)土工格柵礫類土加筋陡坡路堤離心模型試驗研究。通過不加筋和不同加筋層間距的土工格柵礫類土加筋陡坡路堤離心模型試驗,研究了土工格柵加筋礫類土坡的應(yīng)變規(guī)律、邊坡的變形規(guī)律以及破壞形式,驗證了工程中應(yīng)用較少的加筋陡坡路堤設(shè)計方案的合理性和結(jié)構(gòu)的安全性。試驗表明土工格柵加筋改變了邊坡的破壞模式,加筋邊坡由于土工格柵的阻隔沒有形成連續(xù)的滑動面,破壞主要為坡面局部變形和土工格柵層間土的連續(xù)漸進變形為主。研究成果對設(shè)計中合理選擇加筋層間距具有重大意義。5)土工格柵礫類土加筋陡坡路堤現(xiàn)場試驗研究。通過對兩種不同路基邊坡坡率下土工格柵加筋陡坡路堤現(xiàn)場原型試驗,對填筑過程中以及填筑完畢后的土壓力、格柵應(yīng)變、路堤坡面變形進行了觀測。分析了加筋礫類土陡坡路基垂直和水平土壓力、土工格柵拉筋的應(yīng)變、加筋土坡的側(cè)向位移的分布及變化規(guī)律。研究了工程應(yīng)用較少的加筋礫類土陡坡路基工作特性。
【圖文】：

(c)三向土工格柵 (d)多向土工格柵圖 1.1 塑料土工格柵Fig 1.1 Plastic geogrid塑料土工格柵（Plastic Geogrid）是在經(jīng)擠壓制出的聚丙烯（polypropylene，縮寫為 PP）或高密度聚乙烯（polyethylene，縮寫為 PE）板材上沖孔，然后在加熱前提下施行定向拉伸，從而使材料具有較高的拉伸模量和抗拉強度、較高的抗機械破壞能力和耐久能力。按照定向張拉方向的不同可以分為：單向土工格柵、雙向土工格柵、三向土工格柵、多向土工格柵等，如圖 1.1 所示。

(c)三向土工格柵 (d)多向土工格柵圖 1.1 塑料土工格柵Fig 1.1 Plastic geogrid塑料土工格柵（Plastic Geogrid）是在經(jīng)擠壓制出的聚丙烯（polypropylene，縮寫為 PP）或高密度聚乙烯（polyethylene，縮寫為 PE）板材上沖孔，然后在加熱前提下施行定向拉伸，從而使材料具有較高的拉伸模量和抗拉強度、較高的抗機械破壞能力和耐久能力。按照定向張拉方向的不同可以分為：單向土工格柵、雙向土工格柵、三向土工格柵、多向土工格柵等，，如圖 1.1 所示。
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU41

【參考文獻】

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本文編號：2645262