纖維加筋土是在土中摻加抗拉強度高的纖維材料形成的一種人工復合土。纖維在土中分布方向的隨機性使得纖維加筋能夠控制土體在各個方向上可能出現(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、柔韌、高強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,受到眾多學者的青睞,普遍認為其在地基基礎、邊坡加固等工程中具有應用前景,能夠成為一種優(yōu)質的土體改良技術。纖維加筋土成為了巖土工程領域研究的熱點問題之一。通過開展一系列無側限抗壓試驗和三軸壓縮試驗,系統(tǒng)研究了加筋量、加筋長度、分布方式、圍壓等對纖維加筋土強度的影響及纖維加筋土的應力應變關系、變形模量、孔壓系數、黏聚力、內摩擦角等基本性質。同時,分析了纖維對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機理。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)的加筋長度(臨界長度)D/2(D為試樣直徑)。(2)飽和棉纖維加筋土的應力應變特性表現(xiàn)為應變硬化型。應力應變關系曲線呈非線性,試樣發(fā)生塑性破壞。大應變時,纖維加筋作用更顯著。(3)最優(yōu)加筋條件下,纖維加筋土的無側限抗壓強度與素土比較,纖維隨機分布時提高了24.8%,成層十字交叉分布時基本相同,成層單向分布時降低了15.1%。纖維在土中的分布形式對加筋土的強度有重要影響,通過合理方式控制纖維在土體中的分布,使其和土中拉應力方向一致時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,提高土體的強度。(4)纖維隨機分布加筋土的平均變形模量隨加筋量和加筋長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試驗條件下,最優(yōu)加筋條件的飽和棉纖維加筋土的不固結不排水抗剪強度較素土提高了63.5%。CU試驗條件下,飽和棉纖維加筋土的黏聚力隨加筋量和加筋長度的增加呈先增大后減小的趨勢,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摩擦角基本相同。(6)CU試驗條件下,飽和棉纖維加筋土的孔隙水壓力隨軸向應變的增加先增大后緩慢下降或保持不變,隨偏差應力的增大先增大后趨于穩(wěn)定�？紫端畨毫εc偏差應力呈非線性關系,最優(yōu)加筋條件的擊實棉纖維加筋土的孔壓系數A介于0.35~0.46。
【學位單位】：西北農林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU41
【部分圖文】：

圖1-1 試驗用棉纖維Fig. 1-1 synthetic cotton fiber表1-1 棉纖維的物理力學性質e1-1 Physical and mechanical parameters of synthetic cotto直徑D/mm 伸長率/% 抗拉強度/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的YSH-2。如圖1-2所示。

圖1-1 試驗用棉纖維Fig. 1-1 synthetic cotton fiber表1-1 棉纖維的物理力學性質Table1-1 Physical and mechanical parameters of synthetic cotton fiber密度ρ/g·cm-3直徑D/mm 伸長率/% 抗拉強度/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Ip液性指數IL孔隙比e1.69 2.72 19.1 19.4 34.9 15.5 -0.02 0.921.6 試驗儀器無側限抗壓儀為江蘇永昌科教儀器制造有限公司生產的YSH-2型，所用量力環(huán)系數為21.104 N/0.01mm。如圖1-2所示。圖1-2 YSH-2型無側限抗壓儀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的SJ-1A三軸剪力儀，所用量力環(huán)系數為3.167748KN/mm。如圖1-3所示。器廠生產的SJ-1A三軸剪力儀，所用量力環(huán)系數為3.167748KN/mm。如圖1-3所示。
【參考文獻】

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6 胡小慶;洪柳;徐光黎;楊新;蔣國武;;纖維含量及長度對纖維加筋土強度的影響研究[J];安全與環(huán)境工程;2015年02期

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本文編號：2872470