土工格栅蠕变性能及蠕变对筋土界面特性影响的研究

摘要

本文通过不同荷载水平条件下的蠕变试验对两种不同型号的聚丙烯（PP）双向土工格栅进行蠕变特性研究，在蠕变试验结束后完全卸载并对格栅试样的收缩情况进行观测。试验结果表明：在荷载水平不超过40％条件下，两种双向土工格栅试样最终的应变值均不超过10%，与单向土工格栅相比双向土工格栅蠕变速率发展较慢。此外，格栅试样各部分蠕变发展并不均匀。完全卸载后立刻对格栅试样的收缩情况进行观测。采用开尔文串联模型对格栅收缩试验过程进行模拟，建立了描述土工格栅收缩变形的数学方程，并对收缩试验结果进行了拟合，拟合结果良好。
　　为了研究土工格栅具有的蠕变特性对其加筋效果的影响程度，本文采用室内大型直剪试验装置分别对上述两种型号的双向土工格栅加筋砂试样的界面特性进行了试验研究。试验结果表明，在加筋前后砂土试样的内摩擦角基本未发生改变；双向土工格栅的加入，可以令砂土试样获得额外的“粘聚力”，从而提高土体抗剪强度；在剪切过程中，各加筋砂土试样的剪切应力随剪切位移变化的规律基本一致；试样被剪切破坏时所对应的剪应力随竖向应力的增加而增大,此时对应的剪切位移值也随竖向应力的增大而增大。
　　通过比较蠕变格栅加筋砂、未蠕变格栅加筋砂、纯砂试样的直剪试验结果可以发现，格栅的蠕变特性对加筋砂土的抗剪强度产生了一定影响。与筋材为未经蠕变土工格栅的加筋砂试样相比，用经过蠕变的土工格栅加筋后，粘聚力出现下降。相同竖向压力下，粘聚力下降最多可达28%，且下降程度随蠕变荷载水平的增加而增大。从而得出结论，土工格栅的蠕变会使整个加筋土体的承载能力出现下降，导致过大变形的产生，进而影响到工程的安全性。

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第一章 绪论

1.1 前言

1.2 国内外研究概况

第二章 双向土工格栅蠕变特性试验

2.1 双向土工格栅蠕变试验

2.2 土工格栅蠕变后的收缩试验

2.3 试验结果分析

2.4 本章小结

第三章 双向土工格栅蠕变机理及本构模型分析

3.1 聚丙烯双向土工格栅蠕变本构模型分析

3.2 土工格栅的微观蠕变机理

3.3 所选模型拟合

3.4 本章小结

第四章 土工格栅筋土界面特性研究

4.1 加筋机理分析[2]

4.2 研究筋土界面特性的试验方法

4.3 筋土界面直剪试验

4.4 本章小结

第五章 结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的成果