【摘要】：礫類土的顆粒尺寸、顆粒形狀、力學(xué)特性與砂土和黏土不同。礫類土與黏土相比較有著較強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)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(xué)特性和加筋機(jī)理已經(jīng)成為當(dāng)前研究中的熱點(diǎn)問(wèn)題。特別是針對(duì)新疆地區(qū)礫類土筋土界面強(qiáng)度參數(shù)及影響因素、加筋復(fù)合體強(qiáng)度特性、破壞形態(tài)及加筋效果等問(wèn)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(jìn)一步推廣。為合理詮釋礫類土加筋機(jī)理和工作特性,結(jié)合課題研究及重大工程實(shí)際的需要,揭示礫類土—土工格柵加筋復(fù)合體的強(qiáng)度、變形、破壞特性,推動(dòng)加筋土技術(shù)不斷向前發(fā)展,開(kāi)展土工格柵加筋礫類土力學(xué)特性和加筋機(jī)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(yàn)研究。采用新疆地區(qū)典型的礫類土試料,進(jìn)行了不加筋及加不同間距土工格柵的礫類土大三軸試驗(yàn),對(duì)不同顆粒形狀的礫類土抗剪強(qiáng)度、變形特性、內(nèi)摩擦角等進(jìn)行比較,對(duì)加筋前后礫類土的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系、強(qiáng)度特性、破壞形態(tài)及加筋效果進(jìn)行研究,對(duì)礫類土的加筋機(jī)理及重大工程設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇具有較大的實(shí)用價(jià)值。2)基于拉拔試驗(yàn)的土工格柵—礫類土界面特性研究。通過(guò)礫類土—土工格柵界面特性拉拔試驗(yàn)研究了界面特性的影響因素、筋土界面相互作用機(jī)理、界面強(qiáng)度參數(shù)和筋土相對(duì)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(biāo)準(zhǔn)及極限拉拔力的確定方法�？紤]格柵伸長(zhǎng)量對(duì)格柵—土接觸面積的實(shí)時(shí)影響,得到了拉拔過(guò)程中筋—土界面實(shí)時(shí)長(zhǎng)度的公式。引入界面綜合摩擦角φ*_(sg)的概念,給出了壓實(shí)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(guò)試驗(yàn)研究了壓實(shí)度、含水率對(duì)加筋礫類土筋土界面強(qiáng)度參數(shù)的影響,為加筋土計(jì)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(guò)將傳統(tǒng)的土工合成材料拉拔儀進(jìn)行改造,研發(fā)了一種可以觀測(cè)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(cè)到了筋土界面影響帶的存在,并對(duì)其進(jìn)行了測(cè)量。采用離散元法從細(xì)觀尺度上揭示了礫類土—土工格柵拉拔試驗(yàn)過(guò)程中筋土界面區(qū)域的細(xì)觀變化。充分考慮土工格柵對(duì)土體的間接加固,引入強(qiáng)度分布密度概念,提出了更能反映筋土相互作用機(jī)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(yàn)研究。通過(guò)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(yàn),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(yàn)證了工程中應(yīng)用較少的加筋陡坡路堤設(shè)計(jì)方案的合理性和結(jié)構(gòu)的安全性。試驗(yàn)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(méi)有形成連續(xù)的滑動(dòng)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(jìn)變形為主。研究成果對(duì)設(shè)計(jì)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(chǎng)試驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)兩種不同路基邊坡坡率下土工格柵加筋陡坡路堤現(xiàn)場(chǎng)原型試驗(yàn),對(duì)填筑過(guò)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(jìn)行了觀測(cè)。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(xiě)為 PP）或高密度聚乙烯（polyethylene，縮寫(xiě)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(qiáng)度、較高的抗機(jī)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：?jiǎn)蜗蛲凉じ駯拧㈦p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(xiě)為 PP）或高密度聚乙烯（polyethylene，縮寫(xiě)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(qiáng)度、較高的抗機(jī)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：?jiǎn)蜗蛲凉じ駯�、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(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2645262