浅谈土工格栅加筋膨胀土研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文土工格栅加筋膨胀土研究姓名：郭敏申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：王协群20100501摘要膨胀土因具有胀缩性、裂隙性和超固结性这三个特性，被工程界称之为灾害性土，对工程建设和社会生产造成了巨大损失；膨胀土的危害早已引起国际、国内工程界的极大重视，人们寻求了很多方法来约束膨胀土的胀缩变形，其中土工加筋技术就是其中一种行之有效的土体加固方法，而土工格栅因其变形模量大、与土颗粒相互作用强、易施工及经济等优点受到了广泛的关注，目前广泛应用于边坡、挡土墙及其它填土结构物中。关于格栅加筋的试

2、验方法目前主要有室内三轴试验、直剪试验、现场原位测试等，在加筋效果、加筋机理等方面均取得了丰硕的成果。目前大部分格栅加筋试验及现场应用均以水平加筋为主，本文在前人研究的基础上，引入了竖向加筋概念，通过室内固结排水剪切三轴试验来研究了膨胀土不同加筋方式的加筋效果，并采用FLAC30有限差分程序来分析膨胀土边坡不同加筋方式的加筋效果，重点研究了竖向加筋与传统水平加筋方式在加筋效果方面的差异，主要研究成果如下：(1)所有膨胀土试样在三轴剪切过程中轴向应变均随主应力差的增加而增加，最后趋于稳定，应力应变关系呈双曲线形式。

3、不同围压下，要达到相同的轴向应变，围压越大，主应力差越大。(2)围压对土体的固结排水影响显著，围压越高，排水量越大。土工格栅加筋在膨胀土中形成排水通道，可以加速土体的排水固结，排水效果最好的加筋方式是竖向加筋。(3)不同加筋方式，加筋效果从小到大依次是水平一层加筋、水平三层加筋和竖向加筋。(4)土工格栅加筋明显提高了膨胀土的粘聚力，对摩擦角没有太大影响。粘聚力提高程度从小到大依次为水平一层加筋、水平三层加筋和竖向加筋。(5)数值模拟中，所有加筋方式均能提高边坡的安全系数，也大大减少了边坡的水平位移。加筋后边坡的应

4、力应变分布更加均匀，减少了坡内应力集中现象。加筋范围内，不同加筋方式的应力应变分布均有不同。综合考虑，本次模拟中边坡加筋效果最好的加筋方案为：水平筋材间距1．12m，纵筋间距0．44m。(6)从加筋效果来看，纵横交错加筋比单一的水平加筋、纵向加筋效果要好，因为纵横交错加筋，通过筋材间的连接，整个边坡的稳定性更好。但不是加筋越多效果越好，也存在最佳加筋率，如果超过了最佳加筋率，筋材反而会破坏土体的完整性，导致强度降低。(7)单纯的纵向加筋效果比水平加筋效果要差，因为只有纵向筋的话，筋材在坡体中很难固定，容易随着土体

5、的滑动而运动，另外纵向加筋网格的嵌固作用及筋土摩擦作用会大大减少，导致其限制土体移动的能力大大降低。所以土工格栅单一的纵向加筋虽然与不加筋边坡相比有一定的效果，但不是理想的加筋方式。关键字：‘土工格栅，膨胀土，三轴试验，竖向加筋，水平加筋IIAbstractExpensivesoiliScalleddisasteroussoilbyengineeringfieldbecauseofitsshrink．swell，cracksandsupersolidatedfeatures，hascausedhugelOSSfo

6、rprojectdevelopmentandproduction．Cl’Vl+lengineeringofinternationalanddomestichasgreatlyappreciatedtheharmoftheexpansion．AgreatmanymethodsaresearchedtOconstraintthemovementofshapeoftheexpansion，reinforcementisoneofaneffectivewaytostrengthensoil．Geogridsareconc

7、emedwidespreadbecauseoftheirbigdeformationmodulus。goodinteractionwithsoil，constructeasilyandeconomy，nowwidelyusedinslope．retainingWallandotherstructures．Themaintestmethodsofgeogridsreinforcedareindoortriaxialtest，directsheartest，pull—offtest，fieldtestandSOon，

8、hasachievedgreatresultsinreinforcementeffectandmechanism．Mostoftestandfieldusingalehodzontalreinforcementempiricallyatpresent，onbasisoftheresearchatpresent．verticalreinforcementisinducted