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《土工格柵與膨脹土的界面特性及加筋機理研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、浙江大學建筑工程學院博士學位論文土工格柵與膨脹土的界面特性及加筋機理研究姓名：汪明元申請學位級別：博士專業(yè)：巖土工程指導教師：龔曉南;包承綱20090901摘要土工格柵加筋技術對膨脹土地質(zhì)災害的防治具有特殊效果，但目前對土工格柵與膨脹土界面特性的研究不足，使其發(fā)展受到制約。關于加筋土的研究，對拉拔試驗中筋土相互作用機理的研究不足，試驗結果存在偏差；對加筋機理的研究不足，加筋土計算理論不完善；對加筋影響范圍的研究不足，加筋間距、布筋方式與范圍缺乏理論依據(jù)。以南水北調(diào)中線膨脹土渠坡破壞機理與處治技術問題為
2、背景，重點研究了土工格柵與膨脹土的界面特性及其影響因素、拉拔試驗中筋土相互作用機理及試驗參數(shù)的分析方法、加筋膨脹土的變形特征與破壞模式、加筋阻斷土體剪切帶并導致其強度提高的機理以及加筋影響范圍等問題。通過拉拔試驗，對土工格柵與膨脹土的界面特性進行了深入研究。分析了不同上覆荷載下及不同拉拔位移時筋材的變形與剛體平動過程，研究了界面摩阻力漸進發(fā)揮及非均勻性變化過程。分析了筋材變形對界面特性的影響，提出了界面平均摩阻力的兩種影響機制。研究了膨脹土含水量與干密度，土工格柵的模量、幾何特征與類型，筋材與試驗箱邊
3、壁距離、拉拔速率與上覆荷載等因素的影響。提出了土工格柵與膨脹土的界面模型及其參數(shù)。對拉拔過程進行了數(shù)值仿真，研究了筋土相互作用過程，發(fā)現(xiàn)了筋材法向應力、筋土相對位移及界面摩阻力分布的非均勻性、界面的非真實軟化與非真實非線性特征，并研究了其發(fā)生機制。研究了界面漸進屈服過程，提出了拉拔試驗結果的分析方法與試驗結束的標準。研究了界面平均摩阻力峰值與界面強度的差異，以及分別以拉拔端、自由端或平均相對位移估算界面切向剛度的誤差，提出了參數(shù)反饋分析方法并對試驗參數(shù)進行了修正。提出了拉拔箱剛性前壁摩擦特性對試驗的影
4、響及其作用機制。對土工格柵加筋膨脹土進行了無側(cè)限壓縮試驗和固結不排水剪試驗，研究了加筋對膨脹土強度與變形特征及破壞模式的影響，并對加筋層數(shù)、干密度、含水量和圍壓的影響進行了試驗。對加筋土進行了飽和固結排水剪試驗，研究了排水條件的影響。試驗發(fā)現(xiàn)，加筋可阻斷土體的剪切帶發(fā)展，改變其破壞模式，改善其變形性能，并使其強度提高。對平面應變和軸對稱條件下加筋土的變形與破壞過程進行了數(shù)值仿真，研究了加筋對土體側(cè)向變形的約束效果，對豎向變形的均化效果，以及加筋土荷載一位移響應過程的加載速率效應。以加筋土應力狀態(tài)為核心
5、研究了加筋機理，發(fā)現(xiàn)了加筋抑制剪切帶發(fā)展、導致土體破壞模式變化的機理，以及加筋土強度提高并呈應變硬化的機理。發(fā)現(xiàn)了加筋抑制土體應變軟化的機理，以及側(cè)向壓力及界面切向剛度對加筋效果影響的機理。證實了筋材通過對筋土界面一定范圍土體應力狀態(tài)的影響而發(fā)揮加筋作用，提出了加筋土的計算應以應力狀態(tài)分析為基礎。研究了加筋影響范圍及界面強度參數(shù)對加簸范圍的影響，提出了考慮工程實際應力狀態(tài)下加筋影響范圍的布筋原則。該研究工作為加筋控制膨脹土地質(zhì)災害技術的開發(fā)、大型膨脹土工程的處治方案、界面拉拔試驗方法與控制標準的統(tǒng)一以
6、及加筋土計算理論的完善提供了依據(jù)。關鍵詞：土工格柵；膨脹土；相互作用；拉拔試驗；漸進屈服；加筋機理VABSTRACTReinforcementtechnologybygeogridshasaspecialeffectandimportantsignificanceforcontrollinggeo—hazardsoccurredinexpansivesoils．Butatpresenttheinsufficientresearchintothecharacteristicsatinterfacebet
7、weengeogridsandexpansivesoilsleadstotheconstraintofitsdevelopment；sincetheresearchontheinteractionbetweengeogridsandsoilsinthepullouttestanditsmechanismiSnotsufficient,itcausesthedeviationexistedinthetestofbehaviorsatinterfacebetweengeogridsandsoils；ina
8、dequateresearchintoreinforcementmechanismmakesthecalculationtheoryofreinforcedsoilsimperfect．TakingthefailuremechanismandtreatmenttechnicalproblemsofchannelslopesmadeofexpansivesoilsintheSouth-NorthWaterTransferMiddleRouteProject
