有哪些研究關(guān)注玻纖土工格柵的加筋機(jī)理呢？今天小編就來(lái)和大家聊一聊，下面一起了解一下吧。

近年來(lái)，土工格柵作為一種高強(qiáng)度的加筋材料，在埋設(shè)于土中形成復(fù)合加筋土后，不僅可以提高土體的強(qiáng)度，還可以限制土體的側(cè)向變形。因此，在公路、鐵路、水利、機(jī)場(chǎng)、市政等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。與此同時(shí)，有關(guān)加筋機(jī)理方面的研究也引起了國(guó)內(nèi)外巖土工程界的關(guān)注。

玻璃纖維土工格柵是一種優(yōu)質(zhì)的土工合成材料，適用于路面增強(qiáng)、老路補(bǔ)強(qiáng)和加固路基及軟土基。在處理瀝青路面反射裂紋方面，它已經(jīng)成為不可替代的材料。該產(chǎn)品采用高強(qiáng)無(wú)堿玻璃纖維制成網(wǎng)狀基材，經(jīng)過(guò)國(guó)際先進(jìn)的經(jīng)編工藝制作而成，通過(guò)表面涂覆處理使之成為半剛性制品。它具有很高的抗拉強(qiáng)度和較低的延伸率，同時(shí)具有耐高溫、耐低寒、抗老化和耐腐蝕等優(yōu)秀性能。廣泛應(yīng)用于瀝青路面、水泥路面以及路基的增強(qiáng)，還可以用于鐵路路基、堤壩護(hù)坡、機(jī)場(chǎng)跑道、防沙治沙等工程項(xiàng)目。

玻纖格柵采用優(yōu)質(zhì)增強(qiáng)型無(wú)堿瑣纖紗作為原料，并利用國(guó)外先進(jìn)經(jīng)編機(jī)織成基材。經(jīng)過(guò)經(jīng)編定向結(jié)構(gòu)處理，充分利用了紗線的強(qiáng)力，改善了織物的力學(xué)性能，使其具有良好的抗拉強(qiáng)度、抗撕烈強(qiáng)度和耐嫌變性能。經(jīng)過(guò)優(yōu)質(zhì)改性瀝青涂覆處理后，玻纖格柵成為了一個(gè)平面網(wǎng)絡(luò)狀的材料。該材料的設(shè)計(jì)遵循相似相容原理，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)與瀝青混合料的復(fù)合性能，并有效保護(hù)了玻纖基材。這樣一來(lái)，基材的耐磨性和抗剪切能力得到了極大提高，使其適用于路面增強(qiáng)，可以有效抵抗裂維車轍等公路病害的產(chǎn)生。這一技術(shù)的出現(xiàn)解決了瀝青路面難以增強(qiáng)的難題。

玻璃纖維土工格柵是一種優(yōu)質(zhì)的土工合成材料，適用于路面增強(qiáng)、老路補(bǔ)強(qiáng)和加固路基及軟土基。在處理瀝青路面反射裂紋方面，它已經(jīng)成為不可替代的材料。該產(chǎn)品采用高強(qiáng)無(wú)堿玻璃纖維制成網(wǎng)狀基材，經(jīng)過(guò)國(guó)際先進(jìn)的經(jīng)編工藝制作而成，通過(guò)表面涂覆處理使之成為半剛性制品。它具有很高的抗拉強(qiáng)度和較低的延伸率，同時(shí)具有耐高溫、耐低寒、抗老化和耐腐蝕等優(yōu)秀性能。廣泛應(yīng)用于瀝青路面、水泥路面以及路基的增強(qiáng)，還可以用于鐵路路基、堤壩護(hù)坡、機(jī)場(chǎng)跑道、防沙治沙等工程項(xiàng)目。

玻纖格柵采用優(yōu)質(zhì)增強(qiáng)型無(wú)堿瑣纖紗作為原料，并利用國(guó)外先進(jìn)經(jīng)編機(jī)織成基材。經(jīng)過(guò)經(jīng)編定向結(jié)構(gòu)處理，充分利用了紗線的強(qiáng)力，改善了織物的力學(xué)性能，使其具有良好的抗拉強(qiáng)度、抗撕烈強(qiáng)度和耐嫌變性能。經(jīng)過(guò)優(yōu)質(zhì)改性瀝青涂覆處理后，玻纖格柵成為了一個(gè)平面網(wǎng)絡(luò)狀的材料。該材料的設(shè)計(jì)遵循相似相容原理，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)與瀝青混合料的復(fù)合性能，并有效保護(hù)了玻纖基材。這樣一來(lái)，基材的耐磨性和抗剪切能力得到了極大提高，使其適用于路面增強(qiáng)，可以有效抵抗裂維車轍等公路病害的產(chǎn)生。這一技術(shù)的出現(xiàn)解決了瀝青路面難以增強(qiáng)的難題。

該產(chǎn)品具有高強(qiáng)度、低伸長(zhǎng)率、耐高溫、高模量、輕質(zhì)、良好的韌性、耐腐蝕、長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于舊水泥路面、機(jī)場(chǎng)跑道維修、堤壩、河岸、邊坡防護(hù)、道橋路面強(qiáng)化等工程領(lǐng)域。它可以增強(qiáng)和加固路面，防止路面疲勞裂紋、熱冷伸縮裂紋和反射裂紋，并能分散路面承載應(yīng)力，延長(zhǎng)路面使用壽命。該產(chǎn)品具有高抗拉強(qiáng)度和低延伸率，長(zhǎng)期性能穩(wěn)定，具有良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，能抵抗疲勞開(kāi)裂、耐高溫車轍、抗低溫收縮裂紋，延緩與減少反射裂縫。

玻璃纖維土工格柵產(chǎn)品用途:

1、對(duì)于老化的瀝青路面，可以通過(guò)增加加筋材料來(lái)增強(qiáng)瀝青面層，以預(yù)防和治理病害。

2、將水泥碎路面改建成復(fù)合式路面，以防止板塊收縮等問(wèn)題引起反射裂縫。

3、道路改建工程以防止由于新老結(jié)合部和不均勻沉降而導(dǎo)致的裂縫。

4、對(duì)軟土基進(jìn)行加筋處理有利于軟土的排水和固結(jié)，有效地控制沉降，實(shí)現(xiàn)均勻的應(yīng)力分布，并增強(qiáng)路基的整體強(qiáng)度。

5、為了避免路面裂縫產(chǎn)生，我們?cè)谛陆ǖ缆窌r(shí)使用了半鋼性基層，并加入了加筋增強(qiáng)，以有效防止基礎(chǔ)裂紋反射導(dǎo)致的裂縫出現(xiàn)。

格柵埋設(shè)于土中并受到平面方向的拉力時(shí)，由于其抗拉特性，會(huì)在格柵內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力和變形。同時(shí)，法向荷載的作用會(huì)在格柵與土的上、下界面上產(chǎn)生摩擦力，阻礙其變形和運(yùn)動(dòng)。這種筋土之間的相互作用不僅出現(xiàn)在兩種介質(zhì)的界面上，還會(huì)擴(kuò)展到界面以外的土體范圍內(nèi)，共同發(fā)揮作用。這就是筋材加固的基本機(jī)理。

目前研究界面作用特性的方法主要包括室內(nèi)的直剪試驗(yàn)、拉拔試驗(yàn)、扭剪試驗(yàn)、斜板試驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)足尺試驗(yàn)等，其中直剪試驗(yàn)可以測(cè)定筋材與土單剪切面的摩擦特性，拉拔試驗(yàn)可以反映加防材料從土中被拉出時(shí)與周圍一定范圍內(nèi)土體的相互作用特性，是目前被工程界廣泛采用的兩種研究手段。

國(guó)內(nèi)外已經(jīng)進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，探討了玻璃纖維土工格柵與砂士、黏土的相互作用。然而，對(duì)于具有特殊脹縮性能的膨脹巖，土工格柵的加前機(jī)理和加筋效果仍需進(jìn)一步深入研究。本文針對(duì)南水北調(diào)中線工程膨脹巖渠段的中膨脹巖進(jìn)行了研究。通過(guò)改進(jìn)的疊環(huán)剪切試驗(yàn)儀，在不同上覆荷載條件下進(jìn)行了兩種土工格柵的拉拔試驗(yàn)，初步研究了格柵與膨脹巖的界面相互作用機(jī)理，并得到了界面似摩擦角和似黏聚力參數(shù)。分析了格柵不同埋深處界面摩阻力的分布規(guī)律，并對(duì)由于界面摩阻力引起的土體附加剪應(yīng)力分布進(jìn)行了初步探討。在拉拔試驗(yàn)中，垂直荷載、拉拔速率、格柵強(qiáng)度、尺寸大小以及土樣含水量和干密度狀態(tài)等因素對(duì)格柵與土界面相互作用特性影響較為顯著。根據(jù)不同影響因素的水平，可以進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

由于時(shí)間關(guān)系，目前僅完成第一階段試驗(yàn)，本論文對(duì)其中5組試驗(yàn)成果進(jìn)行分析，要討論垂直荷載和不同強(qiáng)度格柵材料對(duì)界面摩擦雖度的影響，初步探討格不同埋深處界面摩陽(yáng)力的分布規(guī)律，并通過(guò)各桑環(huán)的位移分析由于界面摩阻力引起的土體附加剪應(yīng)力的分布。

埋設(shè)在十中的格柵受到沿其平面方向的拉力時(shí)，將在拉力方向上引起應(yīng)力和變形。同時(shí)由于法向應(yīng)力的作用，在格柵與土的上、下接觸面上將立生陽(yáng)礙格柵與十相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩搗應(yīng)力，目其分布沿格柵埋深方向是不均勻的，施拉端最大，并隨著水平拉力的增大逐漸向自由端傳遞，當(dāng)自由端摩操應(yīng)力也達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，格柵即發(fā)生整體運(yùn)動(dòng)，一般定義此質(zhì)間為格柵的拔出時(shí)刻。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中往往將此時(shí)沿筋材表面的摩擦力簡(jiǎn)化成均勻分布，以獲得界面的似摩擦系數(shù):

對(duì)于網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)的玻璃纖維土工格柵加筋而言，在達(dá)到拔出狀態(tài)后，筋一之間將發(fā)生相對(duì)位移，界面相互作用就由單一的靜摩擦力轉(zhuǎn)為滑動(dòng)摩擦和土顆粒與筋材之間的咬合力。為了克服格柵橫肋對(duì)土顆粒的被動(dòng)陽(yáng)力以及網(wǎng)孔間土顆粒自身的強(qiáng)度，水平拉拔力會(huì)進(jìn)一步增大，直到土體剪切破壞。因此，可將拉拔試驗(yàn)分為兩個(gè)階段:筋一土無(wú)相對(duì)位移的靜摩擦階段和筋一十相對(duì)運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)摩擅階段，不同階段的加筋機(jī)理并不完全相同。第一階段單純是界面上的摩擦作用，而在第二階段，則相互作用不僅發(fā)生在界面上，而且在界面以外一定范圍的土體顆粒也發(fā)生了位移、轉(zhuǎn)動(dòng)

甚至顆粒的剪切，“間接加筋作用”也產(chǎn)生了影響拉拔試驗(yàn)中不同位置的拉拔位移由兩部分組成:一是格柵受拉時(shí)自身的伸長(zhǎng)變形，一般稱之為延伸率，主要發(fā)生在夾具端，二是筋材與土之間的相對(duì)位移。由于模型箱側(cè)壁不可避免地存在一定厚度(本次試驗(yàn)桑環(huán)側(cè)壁厚度為74 mm，其間格柵處于無(wú)約束狀態(tài)，在應(yīng)變式試驗(yàn)中首先該部位的格柵被拉伸，延伸率較大，而埋設(shè)在土中的格柵受到土體的約束，其拉伸特性和無(wú)約束狀態(tài)下的拉伸特性完全不同，產(chǎn)生的延伸率很小。

從試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)格柵標(biāo)記段的測(cè)量，PE50型十工格柵埋于土中受拉時(shí)的延伸率為0.3%~1.0%，PE80型格延伸率略大，但也僅0.9%~2.0%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到其極限拉伸率，并目靠近夾具端的縱助平均延伸率都大于靠近自由端的縱助延伸率，說(shuō)不同埋深處格柵的拉應(yīng)力分布并不均勻，由拉拔端的最大值向自由端減小，而這主要是由于界面處摩擦應(yīng)力的不均勻分布引起的。

盡管試驗(yàn)數(shù)量有限，部分桑環(huán)數(shù)據(jù)不夠光滑，但通過(guò)PE50格柵在不同上覆荷載條件下對(duì)應(yīng)最大水平拉拔力時(shí)不同高度桑環(huán)的側(cè)向變形分布示意圖，你仍然可以觀察到一些規(guī)律性分布。

（1）土體剪切變形普遍較小，一般在毫米級(jí)別，是由界面摩擦力所引起的。

（2）通常，最大的剪切變形發(fā)生在筋土界面，距離界面較遠(yuǎn)的疊環(huán)剪切變形較小。

（3）根據(jù)目前的試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，小荷載和大荷載條件下的十體剪切變形分布存在顯著差異。具體來(lái)說(shuō)，在垂直荷載100kPa的情況下，桑環(huán)的感切位移最大。

（4）當(dāng)上方荷載超過(guò)200 kPa時(shí)，不同高度的蒸環(huán)側(cè)向位移差異減小。

試驗(yàn)成果驗(yàn)證了由筋土界面的摩擦應(yīng)力所引起的土體附加剪應(yīng)力分布現(xiàn)象，但受到試樣高度和上部加載板的限制作用，還不能癥量得出“加筋有效影響范圍”的大小。

（1）可以將玻纖維士工格柵的拉出過(guò)程分為兩個(gè)階段，即筋土無(wú)相對(duì)位移的靜摩陽(yáng)力階段和筋土相對(duì)運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)摩接階段。其中靜摩擦力只占界面總強(qiáng)度的20%~40%，界面相互作用的力學(xué)特征受第二階段格柵網(wǎng)孔間土顆粒嵌固咬合作用的景響非常顯著，且界面摩擦應(yīng)力的分布在時(shí)間、空間上的分布都是不均勻的。

（2）格柵在受拉情況下發(fā)生的位移由兩部分組成：材料的伸長(zhǎng)變形（延伸率）以及筋土間的相對(duì)位移。在受到上覆荷載和土體約束的影響下，筋材的延伸率很小，拉應(yīng)力也遠(yuǎn)未達(dá)到格柵的極限拉伸強(qiáng)度，因此格柵不會(huì)發(fā)生拉伸破壞。另一方面，筋與土壤之間的相對(duì)位移在拉拔初期呈非線性分布，在拉拔力達(dá)到峰值后則呈線性變化。

（3）在低荷載條件下，土顆粒在界面附近更容易進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整和重組，因此靜摩擦力對(duì)界面的整體強(qiáng)度影響較小。

（4）界面摩擦?xí)?dǎo)致附加的十體力，并且在垂直方向上按照一定的規(guī)律逐漸減弱。希環(huán)試驗(yàn)可以用作研究這一現(xiàn)象的方法，而進(jìn)一步的定量研究仍在進(jìn)行中。

只有上覆荷載和加筋材料是影響玻璃纖維土工格柵與膨脹巖界面力學(xué)特性的因素。目前尚未對(duì)膨脹巖的不同含水量、干密度、拉拔速率和格柵尺寸等因素進(jìn)行全面的試驗(yàn)。因此，我們只能通過(guò)提供的試驗(yàn)現(xiàn)象和成果對(duì)土工格柵和膨脹巖的界面相互作用機(jī)理進(jìn)行簡(jiǎn)單的定性分析。具體問(wèn)題，如干界面摩擦應(yīng)力的分布形式、土體附加剪應(yīng)力的分布以及加筋對(duì)有效影響范圍的量化等，仍需要進(jìn)一步研究。

希望今天的內(nèi)容能夠?qū)Υ蠹矣兴鶐椭?/span>