土工格栅与压实膨胀土界面的拉拔性状
土工格栅加筋红层泥岩填料的拉拔试验研究的开题报告
土工格栅加筋红层泥岩填料的拉拔试验研究的开题报告摘要：土工格栅是一种用于土质改良和土体加固的工程材料，常常被使用在公路、铁路、码头等项目中。
而在实际应用过程中，加筋土体的组成可能会因地形因素、环境因素等原因需要进行改变，因此对于不同组成的土工格栅加筋土体的性能进行研究显得尤为重要。
本研究以红层泥岩填料为加筋材料，通过拉拔试验来研究土工格栅加筋红层泥岩填料的性能和特点。
通过实验得出的结论对于土工格栅加筋材料的应用具有一定的参考意义。
关键词：土工格栅；红层泥岩填料；拉拔试验；性能；特点。
一、研究背景随着工程建设的不断发展，土工格栅被广泛应用于土体加固，水土保持，环保治理等领域。
其具有材料性能优异、施工简便、成本低廉等优点，被认为是一种极具应用前景的土体加固材料。
同时，由于不同地区的土质环境及工程要求各不相同，因此土工格栅加筋材料的种类也相对较多，其中红层泥岩填料作为了一种常见的加筋材料之一，具有良好的应用效果。
然而由于红层泥岩填料的性质与其他加筋材料存在差异，因此在实际应用过程中，需要对其性能进行深入研究，以确定其可靠性和适用性。
本研究旨在利用拉拔试验对红层泥岩填料进行性能测试，以期为其在土工格栅加筋材料中的应用提供科学依据。
二、研究内容本研究主要通过拉拔试验来探究土工格栅加筋红层泥岩填料的性能及特点。
具体包括以下方面：1. 研究红层泥岩填料的物理力学性能，如密度、抗压强度等。
2. 确定合适的试验方法和参数，制备不同比例的红层泥岩填料加筋土体样品，并进行拉拔试验。
3. 分析试验数据，研究拉拔试验中不同组成的土工格栅加筋材料的性能差异及其影响因素，并给出结论。
三、研究意义本研究将有助于深入了解红层泥岩填料在土工格栅加筋材料中的性能和特点，为其应用提供科学依据。
同时，结果还将为不同组成的土工格栅加筋材料的选择提供有益参考，并有助于完善相关的标准体系和规范。
四、研究方法本研究主要采用实验方法研究红层泥岩填料的性能及其在土工格栅加筋材料中的适用性。
土工格栅-黏性土界面特性的拉拔试验分析
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土 工格 栅一 性 土 界 面特 性 的拉 拔 试 验 分 析 黏
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（ ．河 北 ｘ 业 大 学 河 北 省 土 木 工程 技 术研 究 中心 天 津 ３ ０ ３ １ － ０ １ ２； ２ ．大连 交通 大 学 交 通运 输 工程 学 院 辽 宁 大连 １ ６ ２ ） １ ０ ８
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堆石料与土工格栅间拉拔特性试验研究
堆石料与土工格栅间拉拔特性试验研究董博文;邹德高;周晨光;刘京茂;周扬【期刊名称】《水利与建筑工程学报》【年(卷),期】2016(014)004【摘要】针对目前土石坝工程中最常采用的双向塑料焊接土工格栅和双向涤纶经编土工格栅，采用大型拉拔试验设备完成了两种格栅在堆石料中的拉拔试验，以研究其与堆石料的相互作用机制及加筋效果。
试验结果表明：拉拔位移较大时，塑料焊接格栅的格栅节点达到极限强度而发生剥离破坏，造成拉拔力的阶梯式衰减，节点强度是控制界面强度的重要因素且法向作用的荷载大小对节点强度的影响不大；而涤纶经编格栅拉拔力“硬化”现象明显，试验初段，由于格栅材质柔度较大，横肋阻力作用不明显，抗拉拔力由纵肋摩阻力和节点端承阻力提供，经过较大的拉拔位移后，格栅节点并未发生剥离破坏。
【总页数】5页(P50-54)【作者】董博文;邹德高;周晨光;刘京茂;周扬【作者单位】大连理工大学建设工程学部，辽宁大连 116024;大连理工大学建设工程学部，辽宁大连 116024; 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连 116024;大连理工大学建设工程学部，辽宁大连 116024; 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连 116024;大连理工大学建设工程学部，辽宁大连 116024; 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连116024;大连理工大学建设工程学部，辽宁大连 116024; 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室，辽宁大连 116024【正文语种】中文【中图分类】TU47【相关文献】1.横肋间距对土工格栅拉拔特性影响试验研究 [J], 靳静;杨广庆;刘伟超2.土工格栅-砂土界面特性的拉拔试验研究 [J], 肖成志;罗亚楠;王子寒;胡红亮3.土工格栅-粗粒土界面阻力特性的拉拔试验研究 [J], 李宗贺;胡幼常;黄振4.土工格栅与尾矿界面摩擦特性的拉拔数值试验研究 [J], 高太;王汝杰;高锦财;杜常博5.粉质混合碎石土中土工格栅拉拔阻力特性试验研究 [J], 陈榕;栾茂田;赵维;郝冬雪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
土工格栅加筋拉拔试验界面特性细观分析
土工格栅加筋拉拔试验界面特性细观分析赖汉江;郑俊杰;甘甜;董友扣【摘要】筋材与填土界面摩擦特性直接影响加筋效果,其技术指标在工程设计中占重要地位.采用离散元法软件PFC2D,通过双轴试验和格栅拉伸试验确定土颗粒和格栅参数,建立了不同界面的加筋土拉拔试验模型,从细观角度对土工格栅与不同填土界面特性进行分析.试验结果表明:格栅上侧水平位移量比格栅下侧大；拉拔过程中格栅两侧的剪切带宽度不相等,格栅下侧剪切带宽度较大；不同形状颗粒间咬合嵌锁程度不同,咬合嵌锁程度越大,其水平位移量越小,剪切带宽度越大.%The interface characteristics between geo - grid and soil have a significant influence on the performance of reinforcement and are very important in design. Based on the Discrete Element Method software PFC , the parameters of soil and geo-grid are obtained by the biaxial test and geo-grid tensile test. The microscopic properties of the interface are investigated through the pull-out tests in different cases. The results show that the horizontal displacement above the geo-grid is larger than that below the geo-grid. The widths of shear band both above and below the geo-grid are different, and the widths above the geo-grid are greater than that below the geo-grid. The effects of interlock between the geo-grid and particles with various shapes are different. As the interlock effects increase, the horizontal displacement reduces and the width of shear band increases.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2012(029)004【总页数】6页(P45-49,54)【关键词】离散元法;土工格栅;拉拔试验;界面特性【作者】赖汉江;郑俊杰;甘甜;董友扣【作者单位】华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉430074;华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉430074;华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉430074;华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TU472.3+4自1965年法国工程师Henri Vidal提出[1]现代加筋土技术以来，该技术已广泛应用于公路、铁路、机场等重大工程建设中。
土工格栅拉拔试验界面等效摩擦力研究
土工格栅拉拔试验界面等效摩擦力研究
加筋技术在建筑行业中属于新兴的一种新技术、新方法，其解决了许多工程上的难题，尤其是与土体相关的一些工程问题。
随着全国各地城乡建设有序开展，大兴土木、大型水利枢纽的兴建、大批高铁线路的建设以及沿海城市港口的建设如火如荼地开展使得水利、交通、港口建设以及建筑等行业飞速发展，相关的工程数量增长也十分迅速。
加筋土工程应用的日益广泛及其在铁路公路的软基工程中以及港口的海岸工程的迅速普及和推广，使得关于加筋土材料方面的研究十分必要。
然而目前的现状来看，加筋土理论的研究远远落后与工程实际，研究虽多但不够深入，还有许多尚待解决的问题，很多理论方面的问题还没有明确或没有达成统一的共识，还没有提出一个统一完善的理论研究体系。
因此，加筋土的加筋机理、设计理论以及试验理论研究方面更显得尤为重要，成为了课题的热门研究方向。
探究筋土的受力情况对研究其加筋机理十分重要，尽管现阶段对于筋土界面特性的研究较多，但都侧重于分析拉拔试验的各类影响因素，包括筋材、填料、拉拔速率、夹持方式等，对于筋土界面等效摩擦力组成及比重的研究还较少。
本文的研究对象为土与土工格栅组成的加筋土，分析拉拔试验过程中在筋土界面产生的等效摩擦力及各自所占的比重，其最重要的创新特点是加筋材料横肋剪切前后的筋土界面特性。
通过几个方面对加筋土所产生的嵌固力、加筋效果、等效摩擦力以及横肋整个加筋土中所占比重进行详细比对分析，研究探讨并得出结论。
希望对材料的生产、产品的设计及工程中的应用提供参考和依据。
土工格栅加筋土拉拔试验与分析
土工格栅加筋土拉拔试验与分析王同福;王林;张克文;孙玉海;贾兴利;刘伟强【摘要】为了研究土工格栅加筋土的机理,找出影响加筋土界面特性的主要因素,通过改进现有拉拔试验设备,研制了兼顾速率稳定性和能量损失的电动型拉拔设备.采用TGDG80型土工格栅,以石灰土、粉土为填料,在疏松、中密、密实3种压实状态和3.125、5.417、7.167 kPa三种竖向荷载下进行多组正交拉拔试验.结果表明:石灰土与TGDG80型土工格栅的加筋土组合的安全性和稳定性更优,充足的压实度能大大提高加筋土挡墙的柔性和协调性.【期刊名称】《筑路机械与施工机械化》【年(卷),期】2017(034)004【总页数】5页(P49-53)【关键词】土工格栅;拉拔试验;界面特性;剪应力【作者】王同福;王林;张克文;孙玉海;贾兴利;刘伟强【作者单位】德州市公路管理局,山东德州 253011;中交第一公路勘察设计研究院有限公司,陕西西安710075;山东省交通规划设计院,山东济南250031;山东省交通规划设计院,山东济南250031;长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西西安710064;天津市市政工程设计研究院,天津300051【正文语种】中文【中图分类】U417.1土工格栅加筋土挡土墙作为一种典型的柔性支挡结构，因其加筋材料与填料之间良好的筋土界面效应，可有效抑制自身变形和不均匀沉降;并且具有造型美观、占地较少、协调性好、适应性强等特点，在高填方路基、软土路基、地震频发地区、土地资源紧张地区及重要建筑物拆迁困难路段应用广泛［1］。
随着柔性支挡工程的大范围应用，国外专家和学者开始对加筋土及加筋材料的拉拔试验进行研究，主要包括拉拔试验的作用机理、试验设备及试验方法等［2-6］。
拉拔试验设备多采用电机提供动力，速度和力量稳定，但能量损失大;且该设备多由直剪仪改装而来，或者使用千斤顶提供横向拉拔力［7-8］，在拉拔速率的控制上精度不高。
风积沙-土工格栅界面摩擦特性拉拔试验研究
风积沙-土工格栅界面摩擦特性拉拔试验研究聂如松;谭永长;郭一鹏;马世平;施文龙【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2022(19)11【摘要】土工格栅可以增加土体强度,提高路基稳定性,已在沙漠铁路的建设中得到应用。
为研究风积沙-土工格栅界面摩擦特性,考虑法向应力和压实度等因素,对2种土工格栅开展一系列拉拔试验研究,分析法向应力、压实度和不同土工格栅对界面摩擦特性的影响。
研究结果表明:界面剪应力-拉拔位移关系曲线呈非线性,曲线在低法向应力时为软化型,在高法向应力时为硬化型。
法向应力越大,界面剪应力越大。
风积沙填料的压实度越大,界面剪应力也越大。
横肋较厚的土工格栅界面摩擦特性较横肋厚度小的土工格栅更加优越。
界面摩擦强度与法向应力呈线性关系。
似摩擦因数和界面内摩擦角随压实度的提高而增大,而表观黏聚力随压实度的提高变化不大。
在压实度0.90~0.95范围内,2种土工格栅的界面内摩擦角约为17.74°~29.24°,表观黏聚力约为9.22~12.36kPa。
拉拔摩擦因数与法向应力的关系曲线可用幂函数拟合,拟合参数与表观黏聚力和似摩擦因数有关。
相同压实度条件下,法向应力越大,拉拔摩擦因数越小;相同法向应力条件下,压实度越大,拉拔摩擦因数也越大。
界面摩擦因数比随压实度的提高而增大。
因此,要保证风积沙填料有较高的压实度,并且将土工格栅埋置在一定的深度,才能发挥土工格栅的加筋作用。
研究结果可为风积沙加筋路堤的设计和施工提供参考。
【总页数】11页(P3235-3245)【作者】聂如松;谭永长;郭一鹏;马世平;施文龙【作者单位】中南大学土木工程学院;长沙理工大学土木工程学院;新疆和若铁路有限责任公司【正文语种】中文【中图分类】TU411【相关文献】1.风积沙与土工合成材料界面作用特性试验研究2.土工格栅与风积砂土界面作用特性的试验研究3.土工格栅与尾矿界面摩擦特性的拉拔数值试验研究4.拉拔速率对土工格栅-砾性土界面摩擦特性的影响分析5.土工合成材料与风积砂界面摩擦特性试验研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
三向土工格栅变形及筋土界面特性试验研究
三向土工格栅变形及筋土界面特性试验研究曹文昭;郑俊杰;周燕君;吴文彪;江金国【摘要】为探讨三向土工格栅的筋土界面特性,以三向土工格栅为研究对象,考虑0°和90°两种拉拔方向(分别记为TX_0工况和TX_90工况)的影响,开展了一系列室内拉拔试验.通过对格栅试样沿拉拔方向4个断面的位移进行监测,研究了三向土工格栅的拉拔力-拉拔位移关系、分段变形特性、三向土工格栅的筋土界面剪胀(缩)特性、平均摩阻力-相对位移特征以及拉拔方向对筋土界面强度参数的影响.研究结果表明:填砂压实度对三向土工格栅拉拔力和筋土界面剪胀(缩)特性的影响显著;法向应力越高,筋土界面剪缩性越大,而剪胀性越小,达到最大剪缩(胀)量所需的剪切位移也越大;筋土界面摩阻力的发挥是一个渐进的过程,呈弹塑性-软化特征;法向应力高于20 kPa时,TX_0工况的筋土界面强度较TX_90工况更高.【期刊名称】《西南交通大学学报》【年(卷),期】2016(051)005【总页数】7页(P840-846)【关键词】三向土工格栅;拉拔试验;拉拔方向;格栅变形;筋土界面特性【作者】曹文昭;郑俊杰;周燕君;吴文彪;江金国【作者单位】华中科技大学岩土与地下工程研究所,湖北武汉430074;华中科技大学岩土与地下工程研究所,湖北武汉430074;华中科技大学岩土与地下工程研究所,湖北武汉430074;华中科技大学岩土与地下工程研究所,湖北武汉430074;华中科技大学岩土与地下工程研究所,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】U461.1土工合成材料与填料间的筋土界面作用特性直接影响着加筋土结构的安全和稳定，在加筋土结构的设计和应用中至关重要［1-2］.土工格栅因具有网孔结构，与土体的相互作用较为复杂，特别是对具有三角形网孔的新型三向土工格栅，有关其筋土界面特性方面的研究较少，且主要集中在数值模拟方面［3-4］，且试验研究工作进展缓慢.新型三向土工格栅由聚丙烯板材经整体冲孔、拉伸而成，与双向格栅相比，三向土工格栅具有更稳定的结构形式和更高的节点有效性，同时栅孔对填料颗粒的约束作用也更强［5-6］.由于现场足尺试验费用高、影响因素众多、实施困难且周期长［7］，目前研究筋土界面特性主要采用室内试验方法，包括直剪试验和拉拔试验，其中，拉拔试验因可清晰反映加筋土结构受荷演变过程，特别是适合于研究法向应力较低时的筋土界面特性而被广泛采用［8-9］.对于柔性土工格栅材料，格栅变形对筋土界面摩阻力分布和筋土相互作用影响显著.文献［10］中认为拉拔试验中的格栅变形会使筋土界面摩阻力沿试样长度渐进发挥，从而增加筋土相互作用的复杂性.文献［9］中发现拉拔试验中格栅表面摩擦力沿格栅纵向逐渐向后传递，前期增长明显，而后期趋于稳定.文献［11-12］中采用透明土作为填料在可视化模型箱中进行大型拉拔试验，对试验过程中沿筋材长度方向的筋土相对位移场进行了量测.本文以三向土工格栅为对象，考虑0°和90°两种拉拔方向的影响，通过开展一系列室内拉拔试验，对拉拔试验中三向土工格栅的变形特性和筋土界面特性进行研究，并探讨拉拔方向对筋土界面强度参数的影响.试验在长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室的应变控制式土工合成材料拉拔试验仪上进行.该设备有竖向和水平向两个独立的液压伺服加载系统，剪切盒分为上、下两盒，下盒固定，上盒可根据试验需要沿水平加载方向移动，两盒内部尺寸均为600 mm×300 mm×150 mm（长×宽×高）.拉拔试验中，竖向荷载通过刚性加劲荷载板传递至填土面，水平荷载通过夹具传递至格栅试样，试验过程中的法向、水平向应力和位移均由应力传感器和位移传感器及其配套软件自动采集，如图1所示.试验用砂为灌砂法标准用砂，技术指标见表1，试验过程中保持砂样干燥清洁.所用格栅试样为整体冲孔拉伸三向聚丙烯（PP）土工格栅，由坦萨公司提供，经无侧限拉伸试验所得各项技术指标见表2.可见三向土工格栅在0°方向的拉伸强度、拉伸刚度和极限延伸率均大于90°方向.依据《土工合成材料试验规程》（SL 235—2012）（以下简称《规程》）［13］开展拉拔试验.由于拉拔过程中格栅变形较大，难以采用粘贴应变片的方法进行格栅应变量测，因此，借鉴文献［14-15］的方法，沿格栅试样长度方向在不同断面布置测点，测点位移由不锈钢弦连接电阻位移计或百分表进行量测.为叙述方便，将0°方向和90°方向拉拔分别定义为TX_0工况和TX_90工况，两种工况的测点布置如图2所示，各监测断面的位移依次记为U1、U2、U3和U4，假设各分段的格栅应变均匀分布，则可采用相邻断面的位移差与各分段长度的比值来计算该段格栅应变.文献［2］中认为拉拔试验中拉拔阻力会随着试样上、下层填料厚度的增加而逐渐减小至一个临界值，一般情况下，拉拔试验中格栅试样上、下层填料厚度不宜大于30 cm.本次试验中，采用分层填筑制样，通过严格控制每层填砂的厚度，将试样的压实度控制为0.9，填砂总厚度为10 cm，干密度为1.608 g/cm3.根据《规程》规定，拉拔试验中试样应被拔出而不能被拉断.为避免拉拔试验中格栅试样破坏，在试验前进行了预备性试验，以确定试验所用格栅试样尺寸及法向应力，试验方案见表3.拉拔试验过程中，水平荷载为应变控制式加载，拉拔试验速率均为1 mm/min，百分表的读数时间间隔为2 min.除格栅试样被拉断外，其余均为拉拔位移达20 mm时停止试验.为确保试验结果的可靠性，各级法向应力下的拉拔试验均重复多次.考虑使用次数对电阻位移计量测结果的影响，定期对电阻位移计进行标定，标定速率与拉拔速率相同.3.1 压实度的影响分析三向土工格栅在0.8、0.9两种填砂压实度Dc对TX_0和TX_90两种工况拉拔特性的影响，如图3所示，图中，σ为法向应力.当Dc从0.9减为0.8时，相同拉拔位移下拉拔力大幅减小，拉拔力差值随拉拔位移的增加而增大，Dc对拉拔力的影响非常显著.因此，在拉拔试验中必须严格、准确控制Dc，以确保试验结果的可靠性，在实际工程中，三向土工格栅加筋土结构也必须保证填料具有足够的压实度［16］.文献［2］中认为疏松填料与拉筋之间的摩擦力随摩擦过程而逐渐增强，对于同一种填料，由于拉筋上、下层填料随拉拔过程而逐渐密实，不同压实度试样的拉拔残余强度将趋于一致.由图3可以看出，试验结束时，在相同法向应力下，不同压实度试样的拉拔力残余值相差仍较大，可能是由于试验中格栅试样仅埋设在试验盒的一端，埋设面积较小，且随拉拔过程不断减小，因此，由格栅试样剪切位移引起的填料调整程度有限.3.2 拉拔力-拉拔位移关系图4为TX_0和TX_90两种工况下的拉拔力-拉拔位移关系曲线.对于TX_90工况，法向应力为40 kPa时，格栅试样被拉断，故未在图4中列出.随拉拔位移增大，拉拔力不断增大，达到峰值之后有所软化；随法向应力增大，峰值拉拔力增大，对应的拉拔位移也越大.图4同时绘出了夹持段应变随拉拔位移的变化曲线，通过对比拉拔力和夹持段应变随拉拔位移的变化规律，可检验上述格栅应变测试及计算方法的适用性.由图4可知，各法向应力下夹持段应变的大小及变化规律与拉拔力的一致性较好，表明采用上述方法测试与计算格栅应变是可行的.夹持段应变与拉拔力的区别在于拉拔初期夹持段应变增大速率小于拉拔力的增大速率，其原因可能与格栅材料在拉拔初期的粘滞性较强，拉伸模量较大有关.3.3 格栅变形特性图5为格栅各分段的应变曲线.由图5可知，除夹持段应变与拉拔力变化规律基本保持一致外，其余各分段的应变对拉拔力变化的反应不灵敏，均随拉拔位移的增大而增大，但增大速率差异明显，格栅前段应变增大速率最为显著，末段应变增速始终较小，由此可以推断拉拔力主要由格栅前段和中段承担.值得注意，格栅前段应变曲线呈“S”型，在拉拔位移为4～12 mm时，应变增加速率最大，然后逐渐减小，其原因是由于U1为格栅试样最靠近拉拔端的位移，随着格栅试样逐渐被拉出，格栅前段的拔出部分因失去侧向约束而致应变迅速增大.相比于TX_0工况，TX_90工况的格栅前段应变远大于中段和末段，前段变形在格栅总变形中所占比例较大，其前段应变的“S”型变化规律也更明显.图6为格栅试样各测试断面位移速率变化曲线.两种工况下，U1的位移速率均在拉拔初期即快速增加，当拉拔位移大于14 mm时，U1的位移速率已超过拉拔速率（1 mm/min），同上所述，这与格栅前段的拔出部分失去侧向约束有关；U2、U3和U4的位移速率相差不大，均在拉拔位移达8 mm时开始快速增大，但始终小于拉拔速率，其中，U3和U4的位移速率非常接近，仅在局部有小幅差异.4.1 筋土界面剪胀特性拉拔试验中，拉筋沿筋土界面发生剪切位移，使拉筋周围的土体产生剪胀或剪缩［16］.土工格栅因具有网格状结构，其筋土界面摩擦力中包含格栅网孔与土颗粒之间的咬合力.拉拔过程中，格栅节点及横肋带动嵌锁的土颗粒，使格栅周围的土颗粒位置不断发生错动和调整，从而表现出明显的剪胀或剪缩特性.图7为筋土界面剪胀（缩）曲线，根据荷载板的竖向位移，为正（向下移动）表示剪缩，为负（向上移动）表示剪胀.由图7（a）、（b）可知：拉拔初期，筋土界面都有一个剪缩过程，随剪切位移的继续增大，筋土界面均发生剪胀；法向应力越高，筋土界面的剪缩性越大，剪胀性越小，这是由于高应力限制了颗粒的翻滚和错动，进而降低了剪胀性；法向应力越高，达到最大剪缩（胀）量所需的剪切位移也越大.图7（c）为TX_0工况下考虑压实度影响的剪胀（缩）曲线，当Dc为0.8时，试样一直处于剪缩状态，随剪切位移的增大，剪缩效应增大，但增幅逐渐减小，剪切位移大于7 mm后，剪缩效应已基本稳定.结合图4，不难发现拉拔力-拉拔位移曲线和剪胀（缩）曲线之间存在一定的联系.拉拔力达到峰值时，界面的剪缩效应也刚好最大，此时颗粒间较为密实；随着剪切位移的继续增大，界面发生剪胀，在拉拔力-拉拔位移曲线中表现为拉拔力下降，出现软化段.4.2 筋土界面平均摩阻力-相对位移特征拉拔试验中，格栅变形对筋土界面摩阻力分布特征的影响与界面本构特征有关.界面呈理想刚塑性特征时，筋土相对位移较小时，界面强度即可达到峰值；界面呈弹塑性或弹塑性-软化特征时，筋土相对位移和格栅应力在靠近拉拔端处均较大，当该处的界面摩阻力达到或超过峰值时，靠近格栅自由端的界面可能尚在弹性状态.图8为TX_0和TX_90两种工况的筋土界面平均摩阻力与筋土相对位移的关系.由图8可见，筋土相对位移沿格栅试样拉拔方向逐渐减小，最大相对位移发生在近拉拔端，表明格栅试样沿长度方向逐渐发生拉伸变形，筋土界面呈弹塑性-软化特征.4.3 筋土界面强度参数假定筋土界面剪应力均匀分布，采用莫尔-库伦强度准则分别对峰值强度和残余强度与法向应力进行线性拟合，从而得到筋土界面峰值强度参数和残余强度参数，如表4所示.由表4可知：TX_0工况的筋土界面黏聚力均明显小于TX_90工况，内摩擦角刚好相反，均明显高于TX_90工况；法向应力较高时，TX_0工况的筋土界面强度较TX_90工况更高.（1）三向格栅在0°方向的拉伸强度、拉伸刚度和极限延伸率均大于90°方向，实际工程中可根据铺设位置的受力特征优化三向格栅的铺设方法.（2）填料压实度对三向土工格栅加筋性能影响显著，实际工程中必须保证三向土工格栅加筋土结构的填料具有足够的压实度.（3）对于密实填料，法向应力越高，筋土界面剪缩性越大，而剪胀性越小，达到最大剪缩（胀）量所需的剪切位移也越大；对于疏松填料，筋土界面则可能一直处于剪缩状态.（4）筋土界面摩阻力的发挥是一个渐进的过程，呈弹塑性-软化特征，法向应力较高时，TX_0工况的筋土界面强度较TX_90工况更高.致谢：华中科技大学研究生创新创业基金项目资助（HF-11-13-2013）.【相关文献】［1］ WANG Z， RICHWIEN W. A study ofsoilreinforcement interface friction［J］. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering，2002，128（1）：92-94.［2］杨广庆，李广信，张保俭.土工格栅界面摩擦特性试验研究［J］.岩土工程学报，2006，28（8）：948-952.YANG Guangqing，LI Guangxin，ZHANG Baojian. Experimental studies on interface friction characteristics ofgeogrids［J］. Chinese JournalofGeotechnical Engineering，2006，28（8）：948-952.［3］ CHEN C，MCDOWELL G R，THOM N H.Discrete element modeling of cyclic loadsof geogrid-reinforced ballast under confined and unconfined conditions［J］. Geotextiles and Geomembranes，2012，35：76-86.［4］ CHEN C，MCDOWELL G R，THOM N H.A study of geogrid-reinforced ballast usinglaboratory pull-out tests and discrete element modeling［J］.Geomechanics and Geoengineering： an International Journal， 2013，8（4）：244-253.［5］ DONG Y L，HAN J，BAI X H.Numerical analysis of tensile behavior ofgeogrid with rectangular and triangular apertures［J］. 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第26卷第11期 V ol.26 No.11 工程力学2009年11 月 Nov.2009 ENGINEERING MECHANICS 145 文章编号：1000-4750(2009)11-0145-07土工格栅与压实膨胀土界面的拉拔性状*汪明元1,2，龚晓南2，包承纲1，施戈亮1,3(1. 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室，湖北，武汉 430010；2. 浙江大学岩土工程研究所，浙江，杭州 310027；3. 武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北，武汉 430070)摘 要：对土工格栅与压实膨胀土的界面特性进行拉拔试验，筋材为高密度聚乙烯(HDPE)单向土工格栅，填土为南水北调中线工程新乡段的膨胀性泥灰岩风化土。
结果表明：上覆荷载较大时，土工格栅的变形较明显，格栅刚体平动时的拉拔力更接近峰值，界面摩阻力的分布非均匀，且其均匀程度随拉拔力变化。
较小上覆荷载下，峰值拉拔力时土工格栅刚体平动占筋土相对位移的比例较大，界面摩阻力分布较均匀。
当界面摩阻力非均匀分布，可导致上覆荷载较大而其界面平均摩阻力反而较小。
筋土相对位移1cm―2cm范围内，界面一般可达峰值强度，界面强度曲线可表达为线性函数。
关键词：土工合成材料；膨胀土；拉拔试验；界面特性；单向土工格栅；南水北调工程中图分类号：TU443 文献标识码：APULL-OUT BEHA VIOR OF THE INTERFACE BETWEEN GEOGRID ANDCOMPACTED EXPANSIVE SOIL*WANG Ming-yuan1,2 , GONG Xiao-nan2 , BAO Cheng-gang1 , SHI Ge-liang1,3(1. Key Lab of Geotechnical Mechanics and Engineering of the Ministry of Water Resources,Yangtze River Scientific Research Institute, Wuhan, Hubei 430010, China;2. Institute of Geotechnical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, Zhejiang 310027, China;3. School of Architecture and Civil Engineering of Wuhan University of Technology, Wuhan, Hubei 430070, China)Abstract: A large-scale shear test apparatus with the filling of 600mm×600mm×600mm size is employed to carry out a series of pull-out tests, to investigate the interface behavior between the geogrid and compacted expansive soil. In the tests, the high density polythene (HDPE) uniaxial geogrid and the weathered expansive marlite in Xinxiang, the Middle Route of South to North Water Transfer Project (SNWT) are adopted. The results show that under the great vertical load, the geogrid deformation is great, the pull-out force approaches the peak value when the rigid motion occur more, the interface friction distributes nonuniformly, and the uniform degree varies with the pull-out force. While under the lower vertical load, the rigid motion of geogrid takes a great proportion to the total displacement, and the interface friction distributes uniformly basically. When the interface friction distributes nonuniformly, the average friction may decrease even under a greater vertical load. The peak strength of the interface can be attained with the relative displacement no more than 1cm―2cm. The strength curve of the interface can be described as a linear function.Key words: geosynthetics; expansive soil; pull-out test; interface behavior; uniaxial geogrid; south to north water transfer project————————————————收稿日期：2008-06-30；修改日期：2008-11-06基金项目：国家“十一五”科技支撑计划重大项目(2006BAB04A10)作者简介：*汪明元(1972―)，男，四川成都人，高工，博士生，从事加筋土、土石坝、膨胀土及土工数值方法研究(E-mail: wmy_90@)；龚晓南(1944―)，男，浙江金华人，教授，博士，博导，从事复合地基、软土力学、基坑工程等教学研究(E-mail: xngong@)；包承纲(1935―)，男，浙江宁波人，教授，学士，博导，从事土工合成材料、膨胀土及离心机等教学研究(E-mail: bcgang@)；146 工程力学土工合成材料加筋膨胀土弃料筑堤或形成“柔性挡墙”加固膨胀岩土开挖边坡是近年发展起来的新技术，已在多个高速公路、铁路与水利工程中成功应用。
南水北调中线工程中，土工格栅加筋膨胀土弃料填筑渠道并处理开挖渠坡的方案正进行试验。
该技术可避免借土和弃土带来的环境破坏与土地占用，对膨胀岩土地质灾害的防治也具有重要意义。
此前由于工程应用等原因，国内外对加筋粘土少有研究，有限的文献主要针对垃圾填埋场、软土堤坝等方面[1―2]。
粘性填土的力学特性不稳定，特别是膨胀土的粘粒含量高，并富含亲水性强的蒙脱石等矿物，属高液限胀缩性特殊粘土，其筋土界面特性受含水量、排水条件等因素的影响较大，目前仅少量文献对筋材与膨胀土的相互作用特性进行试验和探讨[3―6]，该方面研究的不足限制了加筋膨胀土弃料技术的发展，也易导致工程事故。
筋土界面特性是加筋土结构设计的前提，也是研究其工作性状、破坏模式与加筋机理的基础，而目前国内外尚无统一的试验方法，普遍通过拉拔试验和直剪试验进行研究，也有采用大位移扭转环剪试验[2]。
有文献认为拉拔试验更适合于筋土相互作用试验[7―8]，有文献认为应根据加筋土在不同部位的受力特征来选择试验方法[9―10]，也有学者根据拉拔试验中剪胀约束条件导出拉拔试验与直剪试验界面摩擦系数的关系[11]。
考虑土工格栅的几何特征及填土厚度的影响，采用尺寸为600mm×600mm×600mm的膨胀土样进行拉拔试验，筋材为HDPE单向土工格栅，填土为南水北调中线新乡段的膨胀性泥灰岩风化土。
对拉拔试验中土工格栅的应力与变形特征、界面摩阻力发挥特征进行了理论分析，并从单宽拉拔力与界面平均摩阻力时程、土工格栅的变形与位移特征、界面平均摩阻力-相对位移特征、界面强度曲线特征等方面研究了土工格栅与压实膨胀土界面的拉拔性状。
1 试验方案填土尺寸600mm×600mm×600mm，土工格栅置于中间，以钢夹具夹持，采用应变控制式施加拉拔荷载，拉拔速率0.3mm/min。
以荷载传感器检测竖向和拉拔荷载，电阻位移计(LVDT)测土工格栅的水平位移。
位移测点布置在埋入的三根等间距横肋上，各横肋布置2个测点，见图1。
其中横肋3为自由端，其位移代表土工格栅的刚体平动。
因位移计固定于下拉拔盒，下盒及填土无不位移，故土工格栅的位移即是筋土相对位移。
B1－2B3－2B2－2B2－1B3－1图1 土工格栅的位移测点布置Fig.1 Location of displacement test points of geogrid膨胀土取自南水北调中线工程新乡渠段，为灰白色膨胀性泥灰岩风化土，蒙脱石、绿泥石、伊利石含量分别为15%、10%、10%，自由膨胀率60%，液限43%，塑限20%，粘粒含量50%；标准击实的最优含水量为16.0%，最大干密度1.84g/cm3。
HDPE单向土工格栅PE50、PE80，其力学参数见表1，可见PE80的弹性模量约为PE50的2倍。
表1 土工格栅的力学参数Table 1 Mechanics parameters of geogrids格栅类型拉伸强度/(kN/m)延伸率/(%)2%伸长率的荷载/(kN/m)5%伸长率的荷载/(kN/m)弹性模量/MPaPE5052 10―1216 30450―500 PE8085 9―1030 55800―1000根据标准击实曲线，膨胀土含水量按最优值偏差2%控制，压实度分别取98%、90%。
压实后在设定的竖向荷载下使填土固结，至沉降速率小于0.005mm/h，然后保持竖向荷载恒定施加拉拔力，试验方案见表2。
表2 拉拔试验方案Table 2 The schemes of pull-out test方案土工格栅上覆荷载/kPa膨胀土含水量/(%)膨胀土干密度/(g/cm3)1 PE5050/100/200/300/400 18 1.652 PE5050/100/200/300 14 1.653 PE8050/100/200/400 14 1.654 PE8050/100 14 1.80 2 筋土界面拉拔性状的理论分析筋土界面与土工格栅的受力分析示于图2。