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橡胶纤维加筋膨胀土在不排水和排水荷载下的剪切行为
2025年
以橡胶纤维加筋膨胀土(Expansive Soil-Rubber, ESR)为研究对象,进行了固结不排水试验及固结排水试验,旨在评估橡胶纤维和排水条件对膨胀土强度变形特征的影响。结果表明:橡胶纤维在试样内部传递应力和应变发挥了重要作用,使试样的破坏形态从中部隆起转变为隆起沿试样高度均匀分布;橡胶纤维提高了ESR的偏应力和孔隙水压力,并导致有效应力降低,橡胶纤维的最优含量为10%;ESR在剪切过程中表现出压缩行为,橡胶纤维加筋试样比未加筋试样表现出更大的初始收缩量,排水条件显著影响ESR的抗剪强度,固结排水条件下ESR的偏应力和有效黏聚力高于不排水条件的ESR,内摩擦角则相反;围压一定时,ESR的最大剪胀角与橡胶纤维含量呈正相关,随着橡胶纤维含量增加而增大。
王荣昌杨忠年时伟孙振兴孟相凌贤长
关键词:加筋膨胀土排水条件抗剪强度剪胀角
橡胶加筋膨胀土共振柱动力特性试验研究
2024年
废弃橡胶可以较好地改良膨胀土的力学性能及胀缩特性,本试验考虑不同初始条件对橡胶加筋膨胀土(Expansion Soil-Rubber,ESR)动剪切模量影响,采用NGZ-20共振柱试验机开展不同含水率、橡胶掺量和颗粒粒径的系列研究,得到了不同初始条件下ESR的最大动剪切模量、动剪切模量与剪应变的变化规律。试验结果表明:随橡胶掺量和含水率的增加,加筋的最大动剪切模量降低;在1×10^(-6)<γ<1×10^(-4)剪应变范围内,动剪切模量衰退明显,橡胶掺量变化较含水率改变对动剪切模量衰减影响更为显著;橡胶粒径对最大动剪切模量影响明显,但对动剪切模量衰减曲线影响不大。试验所得动力参数可以为橡胶改良膨胀土工程应用提供参考。
王勇时伟张瑾
关键词:膨胀土共振柱试验动剪切模量剪应变
高速铁路工格栅加筋膨胀土边坡作用机制被引量:2
2024年
工格栅加筋处治是解决膨胀土边坡问题的关键技术。为深入研究格栅与膨胀土相互作用机制,依托南宁铁路改柳南线工程,开展加筋设计及格栅抗拔稳定性计算。将考虑膨胀土侧向膨胀影响及格栅反包约束作用的设计方案应用于实际工程中,并通过预埋设的监测元件,对自然降雨−蒸发气候下加筋边坡的含水率、应力、位移及格栅应变的变化特征进行长期监测。研究结果表明:在考虑侧向膨胀及格栅约束的影响下,工格栅的抗拔稳定安全系数仍满足规范要求。基于监测数据发现,受大气环境影响,体积含水率的波动幅度由浅至深逐渐减弱;格栅应变变化趋势与体应力变化趋势基本一致,随季节性干湿气候呈“波浪”式变化;靠近坡面体受大气干湿循环的影响更为显著,对降雨入渗敏感,其工格栅应变变化迅速,峰值出现时间早;格栅应变峰值远小于格栅允许拉应变,且边坡累积水平位移量较小,表明加筋边坡滑移破坏风险较低;在降雨过程中,格栅对边坡体施加弹性约束,允许坡面发生一定程度的膨胀,释放坡体因增湿产生的膨胀势,从而避免边坡因侧向应力增大形成渐进式滑坡,体现了工格栅加筋膨胀土边坡“以柔治胀”的作用机制。研究成果可为高速铁路膨胀土边坡的工格栅加筋设计与施工提供理论和技术支撑。
张锐周豫兰天郑健龙刘昭京李彬
关键词:高速铁路土体位移
纤维加筋膨胀土的蠕变规律及模型预测
2024年
膨胀土是具有流变性质的灾害性,其蠕变行为直接影响到工程结构的稳定性和安全性。为探究剑麻纤维加筋膨胀土的蠕变特性及应力-应变数学模型,采用室内固结排水三轴蠕变试验,分别进行了不同含水率、不同围压和不同偏应力条件下素膨胀土和剑麻纤维加筋膨胀土的蠕变特性研究,根据蠕变特征曲线提出了基于Mesri蠕变经验模型的剑麻纤维加筋膨胀土的修正蠕变模型。结果表明:相同条件下,剑麻纤维加筋的蠕变变形量明显小于素的蠕变变形量,说明掺入剑麻纤维可有效提高膨胀土的结构性能和抗变形能力;素和剑麻纤维加筋的蠕变变形量随含水率增大而增大,而随围压的增大呈减小趋势;素和剑麻纤维加筋在受到偏应力时均会产生瞬时应变量和蠕变变形量,其蠕变变形量随偏应力的增大而增大;素加筋的蠕变曲线分4个阶段,分别为弹性变形阶段、稳态蠕变阶段、衰减蠕变阶段和加速蠕变阶段;高偏应力下,基于传统Mesri蠕变经验模型的剑麻纤维加筋蠕变预测误差高达37.95%,对Mesri蠕变经验模型进行修正后预测误差降至1.5%内,说明修正模型能较好地描述剑麻纤维加筋的蠕变特性。此研究结果可为膨胀土工程提供理论参考。
郝建斌孙小洁赵振洋崔福庆
关键词:膨胀土纤维加筋土蠕变试验偏应力
纤维加筋膨胀土强度性能及作用机制研究
2024年
为探究聚丙烯纤维对南阳地区弱膨胀土的改良效果,将长度为3、6、9 mm的聚丙烯纤维分别按0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的质量比加入膨胀土中配制试样,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验探究了不同掺量的聚丙烯纤维改良南阳地区弱膨胀土的物理性质及力学特性,并对试样进行微观扫描,分析了聚丙烯纤维对膨胀土强度的影响机制。结果表明:聚丙烯纤维通过镶嵌作用、包裹作用、空间网状结构使颗粒与纤维接触面产生界面作用力,将聚丙烯纤维加入膨胀土中可以增大颗粒之间的摩擦力以约束体的变形,从而显著提高膨胀土的无侧限抗压强度和抗剪强度;在纤维长度一致的情况下,改良膨胀土效果最佳的纤维掺量为0.3%;在纤维掺量相同时,纤维越长,改良效果越显著。
苏玲霞肖桂元刘旭杨帅王浩鹏
关键词:聚丙烯纤维膨胀土无侧限抗压强度抗剪强度
玄武岩纤维加筋膨胀土特征试验及其应用研究
张安乐
基于流固耦合的加筋膨胀土边坡稳定性分析
2024年
工格栅加筋膨胀土边坡受降雨影响产生膨胀变形,乃至失稳破坏,是典型的流固耦合问题。为探究降雨条件下加筋膨胀土边坡稳定性,基于流固耦合、饱和-非饱和渗流理论和Biot固结理论,利用FLAC3D二次开发平台和内置FISH语言,构建了一种综合考虑膨胀土渗流-变形-应力的流固耦合分析方法。然后,结合实际工程,基于FLAC3D软件探究了降雨条件格栅界面参数、加筋长度和加筋间距对于边坡稳定性的影响。结果表明:格栅加筋可有效提高边坡稳定性;随着格栅界面参数、加筋长度的增大,以及加筋间距的减小,边坡稳定性逐渐提高;“下密上疏”的格栅布设方案比均匀布设方案更为合理。
韦秉旭曾警程聪陈楚方王起
关键词:边坡稳定性流固耦合膨胀土土工格栅
有压单向冻结橡胶加筋膨胀土的动力特性研究
2024年
废旧橡胶在岩工程和环境地质工程中已得到广泛应用,许多学者利用橡胶进行体的改良.然而橡胶加筋膨胀土有着更加复杂的力学性质,尤其是动力特性方面仍处于空白.因此本文利用自研温控动三轴设备,探究了有压单向冻结条件下冻结温度及橡胶粒径对橡胶加筋膨胀土动力特性的影响.结果表明:(1)有压冻结条件下,随温度的降低动剪切模量呈先增加后减小的趋势,当T=-12℃时,动剪切模量达到最大.(2)相同掺量下随着橡胶粒径增加,橡胶加筋膨胀土最大动剪切模量出现的负温也随之提高.粒径为0.25 mm时最大动剪切模量出现在-4℃,而粒径为0.43 mm时出现在-8℃.(3)橡胶粒径从2 mm降至0.18 mm,橡胶加筋膨胀土应力应变曲线的线弹性阶段范围略有增加,线弹性范围增加了0.283%.
程兆杰杨忠年王阳阳崔郁雪凌贤长孙振兴王荣昌
关键词:膨胀土动剪切模量
一种加筋膨胀土制样与试验一体化装置及方法
本发明提供一种加筋膨胀土制样与试验一体化装置及方法,该装置包括综合试验仓、应力应变仪、压模组和搅拌模组,其中综合试验仓包括加筋组件,综合试验仓包括样箱以及功能箱,样箱内装有试验样;功能箱侧壁连接有渗流测试组件和膨...
李子轩代贞伟张安乐周盛涛程什黄珏付小林叶润青
冻融循环下橡胶纤维加筋膨胀土的力学特性试验研究
季节性冻在我国的西北、东北和中部地区广泛分布,其冻融循环作用严重威胁着季节性冻地区工程建筑的服役年限。同时,交通运输业的高速发展导致大量的轮胎报废,目前缺乏高效的方法回收利用废弃轮胎。近年来,应用废弃轮胎中的橡胶作为...
孙振兴
关键词:冻融循环膨胀土剪切强度

相关作者

汪明元
作品数:99被引量:418H指数:12
供职机构:浙江大学
研究主题:土工格栅 膨胀土 南水北调工程 加筋膨胀土 拉拔试验
凌贤长
作品数:342被引量:1,386H指数:19
供职机构:哈尔滨工业大学
研究主题:液化场地 振动台试验 数值模拟 桩基 地震
杨忠年
作品数:113被引量:224H指数:9
供职机构:青岛理工大学
研究主题:土体 冻融循环 膨胀土 铁尾矿 注浆
丁万涛
作品数:124被引量:746H指数:12
供职机构:山东大学土建与水利学院岩土与结构工程研究中心
研究主题:海底隧道 最小岩石覆盖厚度 盾构 泥水盾构 锈蚀
徐晗
作品数:127被引量:517H指数:11
供职机构:长江科学院
研究主题:深厚覆盖层 面板堆石坝 土石坝 传力 微摩擦