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3 直剪試驗 選用EG65R 單向格柵在白河堡粘土中進行了直剪試驗。繪制出每個法向應(yīng)力作用下, 小車的水平位移與摩擦力之間的變化曲線, 如圖9(a) 所示, 可以看出各組試樣在位移至4~6mm 時均開始出現(xiàn)拐點, 曲線接近于雙曲線。根據(jù)曲線出現(xiàn)明顯轉(zhuǎn)折處, 確定其極限摩擦強度, 即抗剪強度。根據(jù)求出抗剪強度繪制出 p 與各級法向應(yīng)力p 之間的曲線, 如圖9(b) 所示。 圖9 EG65R 與粘土直剪試驗曲線 Fig. 9 Direct shear test curve between EG65R and clay 可見E G65R 單向格柵與白河堡粘土間的直剪摩擦強度指標(biāo)為:c =6 3kPa, ! =21 2?, 接近土本身的強度指標(biāo)。這比拉拔測得的拉拔強度指標(biāo)(c =1 6kPa, ! =6 3?) 高很多, 這是由于格柵肋之間的空隙并且格柵有一定的厚度, 使得鐵板與土間摩擦和土與土之間的摩阻力占了很大比例。 4 拉拔強度指標(biāo)和直剪強度指標(biāo)的選用 對于EG65R 單向格柵與白河堡粘土, 其拉拔摩擦強度指標(biāo)為c =1 6kPa, ! =6 3?, 其直剪摩擦強度指標(biāo)為c =6 3kPa, ! 21 2?, 兩者數(shù)值上有很大差別。 在加筋結(jié)構(gòu)中, 如果滑裂面形狀如圖10(a) 所示, 貫穿整個加筋材料, 此時若沿滑裂面破壞, 則破壞形式表現(xiàn)為筋材拉斷或從土中拔出的破壞, 故設(shè)計錨固長度時, 應(yīng)取拉拔強度指標(biāo)。如果滑裂面形狀如圖10(b) 所示的復(fù), 72水 力 發(fā) 電 學(xué) 報2006年出的破壞, 計算時仍取拉拔強度指標(biāo); 底部則表現(xiàn)為上部土體沿格柵接觸面的滑動破壞, 所以計算底部滑裂面時 選用直剪強度指標(biāo)較為合理。 圖10 滑裂面示意圖 Fig. 10 Sketch of slip face 5 結(jié)論 (1) 如果在夾具頭測水平位移, 可能包含有夾具與格柵的滑動位移, 縫口與夾具之間格柵的拉伸變形等, 位移偏大; 而由于格柵剛度較大, 所以在試樣后部測水平位移較為合理。 (2) 粘土與格柵接觸面抗剪強度很低, 不能提供足夠的錨固力, 尤其是對于拉拔力較大的格柵及孔壓未能充分消散的情況, 以粘土為填料是不合適的。而粉土和粉細(xì)砂接觸面抗剪強度較低, 不容易壓實且易液化, 也不是很合適的填料。如果選用它們作填料, 應(yīng)注意排水。 (3) 砂礫料中格柵的拉拔強度曲線會出現(xiàn)臺階現(xiàn)象及極限強度的非線性, 這是由于拉拔過程中孔眼間的大顆粒砂礫的咬合和位移調(diào)整造成的。取格柵后部水平位移L =4m m 的強度作為設(shè)計拉拔力是較為可靠的。 (4) 砂礫料與格柵間抗拔阻力以咬合為主, 所以接觸面抗剪強度較高, 在法向壓力較高的情況下, 格柵甚至被拉斷, 拉斷時的單位長度拉力稍小于格柵產(chǎn)品的強度標(biāo)準(zhǔn)值。 (5) 若整體沿滑裂面破壞時表現(xiàn)出格柵的拉拔破壞, 設(shè)計錨固長度時應(yīng)采用拉拔抗剪強度指標(biāo); 若沿復(fù)合滑裂面破壞時會出現(xiàn)沿格柵接觸面的滑動破壞, 此時宜用直剪抗剪強度指標(biāo)。 參考文獻(xiàn): [1] 吳景海, 陳環(huán), 王玲娟, 等. 土工合成材料與土界面作用特性的研究[J].巖土工程學(xué)報, 2001, 23(1) :89~93. [2] Bak eer Reda M, Sayed Sayed M, Cates Peter, et al. Pullout and shear tests on geogrid reinforced lightweight aggregate[J].Geotextiles and Geomembranes, 1998, 16:119~133. [3] 馬學(xué)寧, 楊有海. 土工格柵與土界面特性的試驗研究[J].蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報, 2003, 22(4) :88~90. [4] 馬存明, 周亦唐, 廖海黎, 等. 塑料土工格柵加筋土抗拉拔特性試驗研究[J].中國鐵道科學(xué), 2004, 25(3) : 36~39. [5] 張嘎, 張建民. 大型土與結(jié)構(gòu)接觸面循環(huán)加載剪切儀的研制及應(yīng)用[J].巖土工程學(xué)報, 2003, 25(2) :149~ 153. [6] Ingold T S. Laboratory pullout testing of grid reinforcement in sand[J]. Geotechnical Testing Journal, 1983, 16(3) :

3.4 試驗步驟 ㈠比重瓶法 ① 將比重瓶洗凈，和待測土顆粒一起放入烘箱中烘干，然后置于干 燥器內(nèi)，冷卻后稱比重瓶的質(zhì)量（空瓶）。 ② 稱取烘干土樣裝入比重瓶內(nèi)，稱試樣和瓶的總質(zhì)量。100ml 比重瓶裝入約15克烘干土，50ml 比重瓶裝入約10克烘干土 ③ 向比重瓶內(nèi)注入半瓶純水，搖動比重瓶，然后放在帶有細(xì)砂 的電爐上煮沸，粘性土，粉土沸騰時間不小于1小時，砂土沸騰時間不小于30分鐘。 ④ 將煮沸冷卻的純水注入已煮好的比重瓶內(nèi)，要求將瓶塞插入 后要有多余的水分能從瓶塞的毛細(xì)管中溢出。然后將比重瓶放入恒溫水槽內(nèi)，直至水溫穩(wěn)定為止。當(dāng)比重瓶中上部懸液澄清時，取出比重瓶，擦干瓶的外壁，稱量比重瓶，水，和試樣的總質(zhì)量，并測定瓶內(nèi)的水溫。 ⑤ 查表找出該水溫下裝滿水的瓶的質(zhì)量。 ⑥ 計算： G s =md /(mbw +md -m bws )*Git G s: 土顆粒的比重m d:干土的質(zhì)量（克） G it ：某溫度時純水或中性液體的比重（可查表） m bw ：注滿水時瓶的質(zhì)量（克） m bws ：試驗結(jié)束時比重瓶，土和水的總質(zhì)量（克） 實驗數(shù)據(jù)及計算過程 3.5 注意事項： ①試樣中所使用的純水要煮沸以除去水中所含氣體。 ②如果土中含有鹽分，要用中性液體代替純水。 ③比重瓶煮沸冷卻后家純水時要緩慢，插入瓶塞時也要緩 慢。 ④粗顆粒做比重時要先做飽和晾干，不能直接將烘干的土 顆粒放入虹吸筒中。 3.6 指標(biāo)應(yīng)用： 比重用于計算其它指標(biāo)。 四．界限含水率試驗 4.1 基本原理： ①試驗中的界限劃分。將土具有最小強度時的含水率作為液體和塑性 體之間的界限值，稱為液限（W l ），它是細(xì)粒土呈可塑狀態(tài)的上限含水率。當(dāng)土中含水率繼續(xù)減小，土就變成有脆性，區(qū)分塑性和脆性的界限含水率稱為塑限（W p ），它是細(xì)粒土呈可塑狀態(tài)的下限含水率。飽和粘性土逐步干燥，土體積逐漸減縮，當(dāng)土體不再收縮時的含水率稱為縮限（W S ）。 ②含水率（W ）與液限（W l ），塑限（W p ）之間的關(guān)系： I p (塑性指數(shù))=W l -W p I l (液性指數(shù))=(W-W p )/I p ③工程上常根據(jù)塑性指數(shù)（I p ）對細(xì)粒土進行分類，根據(jù)液性指 數(shù)（I l ）確定土的狀態(tài)。 4.2 試驗方法和適用范圍： ① 液塑限試驗方法：光電（數(shù)顯）液塑限聯(lián)合測定法，碟式液限儀 法，塑限搓條法。該方法主要針對的是細(xì)粒土。 ② 縮限試驗方法：采用收縮皿法測定縮限。該方法適用于細(xì)粒土。 4.3 儀器設(shè)備： ① 液限：光電（數(shù)顯）液塑限聯(lián)合測定儀，碟市儀 ，裝土杯， 調(diào)土質(zhì)量，電子天平 ，鋁盒，烘箱等 ② 塑限：毛玻璃板，游標(biāo)卡尺 ③ 縮限：收縮皿，天平，蠟，燒杯，細(xì)線，針，卡尺等 4.4 試驗步驟： ㈠ 液限（光電聯(lián)合測定法） ①將待測的細(xì)粒土粉碎，過0.5 mm 細(xì)篩，取篩下土200克用 純水調(diào)制成膏狀，靜置過夜，以確保試樣含水均勻。 ②充分調(diào)勻試樣，密實地將試樣填入試樣杯中（試樣中不得有 孔隙），并刮平試樣杯表面。 ③放試樣杯于液限測定儀的平臺上，在圓錐儀的錐尖上抹一薄 層凡士林，接通電源，使磁鐵吸住圓錐儀。 ④調(diào)節(jié)零點，使圓錐儀錐尖逐漸接觸試樣表面，指示燈亮?xí)r表 示錐尖儀接觸試樣表面，按下測試健，5秒后測讀圓錐下沉深度，取出試樣杯，挖去錐尖入土處的凡士林，取錐體附件試樣不少于10克放入盒內(nèi)測定含水率。 ⑤ 將全部試樣再加水或吹干并調(diào)均勻，重復(fù)②- ④步驟，液塑 限聯(lián)合測定至少要測定3個不同的深度及對應(yīng)的含水率，經(jīng)驗表明，圓錐入土深度在4-5mm ，9-11mm ，16-18mm 時效果較好。 ㈡ 塑限 ① 取0.5 mm 篩下土100克，加純水拌勻，濕潤過夜。 ② 將制備好的試樣房在手中，揉捏至不沾手，再捏扁，當(dāng)出現(xiàn) 裂縫時，表示其含水率接近塑限。 ③ 將試樣捏成橢圓形，放在毛玻璃板上用手掌滾搓，要均勻用 力，土條不得有空心，土條長度不宜大于手掌寬帶。 ④ 當(dāng)土條直徑搓成3 mm 時產(chǎn)生裂縫，并開始斷裂，表示試樣 的含水率已達(dá)到塑限含水率，取3-5克測定其含水率。

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