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1 3 试验方法 拉拔试验采取应变控制的方式, 拉拔速率取0 5mm/min。如果在夹具头测水平位移, 可能包含有夹具与格栅的滑动位移, 缝口与夹具之间格栅的拉伸变形等, 所以试验中在格栅的后部用位移传感器测定水平位移。 直剪试验采取应变控制的方式, 剪切速率取0 5mm/min, 土工格栅用环氧树脂粘在光滑铁板上, 将铁板固定在加荷板上。在直剪车的前端放置位移传感器。 2 拉拔试验 选用EG90R 单向格栅在白河堡粘土和天津耳闸粘土中, EG65R 单向格栅在砂质粉土和粉细砂中进行了拉拔试验。绘制出每个法向应力作用下, 格栅的滑动位移与双面剪应力之间的变化曲线, 如图3(a) 、图4(a) 、图5(a) 、图6(a) 所示, 可以看出, 各组试样在拉拔至1~3mm 时均开始出现拐点, 随后曲线光滑地变化, 接近于双直线。根据曲线出现明显转折处, 确定其极限拉拔力T d 。将极限拉拔力除以双面的面积, 求出抗剪强度 p =T d (2LB ) , 绘制出 p 与各级法向应力p 之间的曲线 [4] , 如图3(b) 、图4(b) 、图5(b) 、图6(b) 所示。 图3 EG90R 在白河堡粘土中拉拔试验曲线Fig. 3 Pull out test curve of EG90R in clay of Baihepu 图4 E G90R 在天津耳闸粘土中拉拔试验曲线Fig. 4 Pull out test curve of E G90R in clay of Erzha in Tianji ng 选用EG130R 单向格栅和EG65R 单向格栅在砂砾料中进行了拉拔试验。绘制出每个法向应力作用下, 格栅的滑动位移与双面剪应力之间的变化曲线, 如图7(a) 和8(a) 所示。对于EG130R 型格栅, 在150kPa 和200kPa 正压力下, 格栅最后被拉断; 对于EG65R 型格栅, 在75kPa 和100kPa 正压力下, 格栅最后被拉断。可见曲线经常表现为台阶状。在法向压力较高时, 格栅最后被拉断; 法向压力较小时, 格栅在较大位移时拉拔力达到峰值。绘制 70水 力 发 电 学 报2006年 图5 E G65R 在砂质粉土中拉拔试验曲线 Fig. 5 Pull out test curve of E G65R in sandy silt 图6 EG65R 在粉细砂中拉拔试验曲线 Fig. 6 Pull out test curve of EG65R in fine sand 出抗剪强度 m 处的拉拔力作p 与各级法向应力p 之间的曲线, 如图7(b) 和8(b) 所示, 图中, 实线部分为取L =4m 为设计拉拔力的强度包线, 虚线部分为极限拉拔力的强度包线。 图7 EG130R 在砂砾料中拉拔试验曲线 Fig. 7 Pull out test curve of EG130R in grail 图8 EG65R 在砂砾料中拉拔试验曲线 Fig. 8 Pull out test curve of EG65R in grail 第6期汤 飞等:单向塑料土工格栅与土界面作用特性的试验研究 表4 拉拔试验强度指标 Table 4 Strength index of direct shear test 填料白河堡粘土天津耳闸粘土砂质粉土粉细砂砂砾料 格栅种类EG90R EG90R EG65R EG65R EG130R EG65R c kPa 1 6106068 8(0) 45(0) (?) 6 348 313 315 6(29 4) 11 3(29 2) 71 试验得出的不同种类填料和不同格栅之间的强度指标如表4所示, 其中砂砾料强度指标中, 括号内为设计强度指标, 括号外为极限拉拔强度指标。 粘土与格栅间接触面抗剪强度很低, 以粘土为填料不能提供足够的锚固力, 尤其是对于拉拔力较大的格栅及孔压未能充分消散的情况。其中, 天津耳闸粘土是在饱和后进行的拉拔试验, 不固结快拔试验! 仅为4?, 可见饱和土样的接触面抗剪强度更 低。砂质粉土和粉细砂与格栅间接触面抗剪强度稍 高于粘土。格栅在粘土、砂质粉土、粉细砂中的拉拔曲线特征均为:在拉拔至1~3mm 时开始出现拐点, 随后曲线光滑地变化, 接近于双直线。 砂砾料与格栅间接触面抗剪强度较高, 对于拉拔力较大的格栅, 砂砾料是合适的填料。由于该砂砾料级配不均匀, 随着格栅被拉拔, 其结点及横肋处的砂砾料被推动, 大颗粒被卡住而产生更大的咬合抗力。所以拉拔曲线呈台阶状。而且在法向压力较高的情况下, 格栅最后被拉断。从试验结果分析, 在L =4mm 处的拉拔力大体上相当于其初始移动时的拉拔强度, 可以把它作为设计强度指标。 试验结果表明, 土与格栅之间的作用主要是横肋及节点与土颗粒间的咬合, 在细颗粒土中这种咬合作用很弱, 而格栅的有效面积又较小, 因而接触面的抗剪强度很低(低于土本身强度) ; 在砂砾料中这种咬合力成为主要阻力, 有时甚至形成类似锚拉的结构形式, 其极限抗剪强度包线就会出现较大的假粘聚力, 或在低压力下内摩擦角高达50?以上, 与国外一些试验结果(1982年, Ingold 做的土工格栅与砂石的拉拔试验摩擦角为40~71?) 一致。

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