土工合成材料加筋黄土力学性能试验研究

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黄土在我国分布广泛,面积达64万平方公里,约占全国土地面积的6.6%,主要分布在甘、陕、晋等西北和华北地区。这些地区大量采用黄土修筑公路等土工结构物,其面临的主要问题在于黄土压实困难,路堤填土的抗剪强度低,工后沉降大,容易造成路堤的破坏。掺砂改良可以提高土体的压实性,使得土体的粗颗粒含量增加,改善土体的颗粒级配,在压实过程中加强了粗颗粒的局部接触,使其产生的骨架作用得以增强。在黄土内铺设土工合成材料可以改善土体变形特性,增强土体的承载力。纤维土是加筋土技术的一个重要分支,它是一种土工复合材料,具有一般加筋土所没有的近似各向同性的力学性质以及良好的工程性质。纤维土适宜于解决土木工程中经常出现的变形问题。近年来,聚丙烯纤维以其高强度和与土体良好的结合性而得到广泛的应用。本文通过3种土料(纯黄土,掺砂黄土和掺碎石黄土)、2种加筋材料(土工格栅和聚丙烯短纤维)和2种试验(无侧限抗压和直剪试验),探讨了加筋层数、加筋间距、掺砂(或碎石)量、纤维掺量、含水率和压实度对黄土抗压特性和抗剪特性的影响,得出如下结论:土工格栅加筋黄土的无侧限抗压特性与土样掺砂(或碎石)量、加筋层数以及压实度密切相关。掺砂(或碎石)和加筋均可不同程度的提高黄土的抗压强度,要获得良好的加筋效果,随着掺砂(或碎石)量的增加,需要增加土样的加筋层数。纤维黄土的抗剪强度受纤维掺量、含水率与压实度的影响很大。素黄土和纤维黄土的黏聚力和内摩擦角都因含水率的增大而明显下降。
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