土工格栅加筋红砂岩粗粒土的加筋机理研究

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1、第6期(总第150期)2010年12月中圄千盛暑张No．6(SeriaINo．150)CHINAMUNICIPALENGINEERINGDec．2010土工格栅加筋红砂岩粗粒土的加筋机理研究杜勇立(湖南省交通规划勘察设计院。湖南长沙410008)摘要：针对红砂岩粗粒土在不同加筋情况下．分别进行了不同围压条件的大三轴剪切试验。对各试样的抗剪强度特征和破坏形式进行了深入分析和比较．并以此为基础，对土工格栅加筋红砂岩粗粒土的加筋机理进行深入研究。指出加筋可以有效地提高红砂岩的黏聚力。但对摩擦角提高的贡献不大：同时指出工程设计与施工中，应尽量控制工程含水率在最佳含水率左右。关键

2、词：红砂岩粗粒土：土工格栅：加筋：破坏形式；加筋机理中图分类号：U414．11文献标识码：A文章编号：1004-4655(2010)06-006蝴红砂岩土在我国南方地区分布很广。随着我国交通工程建设的迅猛发展．红砂岩土作为路基填料的应用越来越多．而在红砂岩路堤边坡土中加入土工格栅能使边坡受力趋于均匀．可以有效改善边坡内部的应力分布。但目前对土工格栅加筋红砂岩粗粒土的加筋机理尚缺乏深入分析和研究。本文针对不同加筋的红砂岩粗粒土。按JTJ05l一1993《公路土工试验规范》在不同围压条件下进行大三轴剪切试验．并进行了深入分析和比较研究．为类似工程的设计与施工提供借鉴和参考l

3、lJ。1试验材料与试样制备1．1试验材料试验所用的红砂岩粗粒土取白基金项目依托工程所在的湘潭至衡阳西线高速公路施工现场。将其运至试验室风干．通过常规土工试验闭，获得红砂岩的主要物理指标见表1。襄1红砂岩粗粒土的主要物理性能指标l液限形膨塑限形跏塑性指数仉最优含水率，％最大干密度，g·cm。I34．522．512141．73试验所用的土工格栅标准形状和力学参数分别见图1和表2。由于三轴试样为圆柱形，试样制备前应注意保证格栅的完整性．以保证剪下来的格栅至少有2条相邻的横肋。土工格栅在试样中的位置如图2所示。收稿日期：2010-08-05基金项目：湖南省交通科技项目(2006

4、12)作者简介：杜勇立(1973一)，男，湖南双峰人，高级工程师．国家注册咨询工程师，硕士，主要从事高速公路边坡设计与研究。f卷宽(横向{图1土工格栅加筋材料标准尺寸表2土工格栅的物理力学特性l断裂荷载断裂的伸长率2％应变时的强度5％应变时的强度I删．m_1，％，kN·m一1，l【N·m一1I72．2lO．525．446．0筋2层筋3层图2加筋两层和三层时土样示意图112试样制备1)代表性级配的选择。将全部土样置于橡皮板上风干后依次过筛，按粒径(d)60。40mm、40～20mm、20-10mm、10—5mm、<5mm分组并称量，计算各粒组含量百分数。并测定粒径>5mm

5、土(或各粒组)及粒径<5mm土的风干含水率。土样中含有的超粒径颗粒。当超过试验仪器允许的粒径时．采用等量替代法，即根据仪器允许的最大粒径以下和粒径>5唧的土粒按比例等质量替换超粒径颗粒．中圄千放工靠杜勇立：土工格栅加筋红砂岩粗粒土的加筋机理研究2010年第6期粒径替换方式见(1)、式(2)。B2毒麓％(1)B=∑B=∑％+Po(2)l式中：＆为处理后d>5mm某一粒级含量，％；P5为粗料含量，％；R为超粒径料含量，％；P慨为处理前与岛对应的粒级含量，％。然后，采用算术统计法确定代表性级配。再将取好的土样拌和均匀．平铺在不吸水的垫板上．根据要求含水率按规程计算加水量为‰2

6、可告蒜o·Ol(埘’一wo)(3)俅o=tl}lt'5+埘2(1一P5)(4)式中：砜为土样所需加水量，kg；m为风干土样总质量，kg；Wo为风干土样总含水率，％；W’为制样含水率，％；W1为>5mm粒径风干土样含水率，％；W2为<5mm粒径风干土样含水率，％。计算好达到规定含水率所需加水量后．用喷雾器均匀地将水喷洒到土样。边洒水边拌和。所需水量全部加完后。将土样用不透水橡皮膜覆盖。湿润24h。为了使研究对工程设计具有更直接的指导意义。试样的含水率控制为最佳含水率14％左右。2)设备安装与试样成形。将土样按压实度(93％)要求压实成形后，拆去成形筒，测定其直径D扭高度凰

7、；接着检查各进水、排水和排气线路，装入压力室；向压力室充满水后密封：将整个压力室移至加载装置处。安装好百分表等加载所需设备。接下来就可以按JTJ015—199l《公路加筋土工程设计规范》进行饱和、固结、排水、加载、卸载试验。2试验成果与分析2．1试样的强度特征试验先后对素红砂岩粗粒土、加筋2层土工格栅和加筋3层土工格栅的红砂岩粗粒土试样。按JTJ016--1991《公路加筋土工程施工技术规范》要求进行在不同围压(100kPa、200kPa、300kPa、400kPa)条件下的三轴剪切试验。素红砂岩粗粒土试样在不同围压条件下的主应力差与轴向