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加筋粗粒土变形和强度特性的研究

毕静  
【摘要】: 以往的研究表明,高土石坝在强震发生破坏时,破坏首先从坝顶部开始。在强震区修建高土石坝时应在坝顶采取必要的抗震措施,提高大坝的抗震安全性。近几年来,一些强震区高土石坝的设计方案(两河口、双江口等)开始采用坝坡加土工格栅的加筋抗震措施,但是缺乏理论指导和设计参数。因此,本文通过大量的三轴试验研究了土工格栅特性对加筋粗粒土力学特性的影响、加筋粗粒土的静力变形和强度特性、动力变形特性。为高土石坝抗震措施的研究和应用提供理论支持。 通过研究不同延伸率和强度特性的土工格栅对粗粒土力学特性的影响。研究表明,土工格栅的延伸率特性是影响加筋粗粒土的峰值强度、残余强度、脆性指数的主要原因,土工格栅的强度参数对峰值强度和残余强度的影响不明显,对脆性指数有一定影响。 通过大量的试验研究了加筋前后砂砾料的静力变形和强度特性。研究结果表明,加筋后粗粒土的初始模量和回弹模量变化很小,但峰值强度和残余强度均有所提高,脆性指数有所降低。根据试验结果,本文提出了可考虑土工格栅作用的加筋砂砾料组合强度模型,既可以考虑砂砾料的非线性强度特性,也考虑了土工格栅的附加凝聚力作用,本文试验所采用的土工格栅可提高粗粒土的凝聚力约20kPa。 研究了加筋粗粒土的动力特性(包括动模量和阻尼比、动残余变形)。研究结果表明:动剪应变较小情况下,加筋对粗粒土动模量和阻尼比影响不大,残余剪切变形和残余体积变形都明显减小,加筋后的粗粒土残余变形规律用改进的沈珠江模型模拟比较好。


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