岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (11): 3082-3090.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1831

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

法向循环荷载下土石混合料-织物界面剪切特性研究

李水江1,姚嘉敏2,刘飞禹2,刘洪波1,侯娟2   

  1. 1. 广州环保投资集团有限公司,广东 广州 510330;2. 上海大学 力学与工程科学学院,上海 200444
  • 收稿日期:2022-11-24 接受日期:2023-03-08 出版日期:2023-11-28 发布日期:2023-11-28
  • 通讯作者: 刘飞禹,男,1976年生,博士,教授,博士生导师,主要从事地基处理和土动力学方面的研究。E-mail: lfyzju@shu.edu.cn E-mail: lishuijiang@gzepi.com.cn
  • 作者简介:李水江,男,1970年生,硕士,高级工程师,主要从事环保工程、工程管理等工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(No. 52078285)。

Analysis of shear characteristics of soil-rock mixture–geotextile interface under normal cyclic loading

LI Shui-jiang1, YAO Jia-min2, LIU Fei-yu2, LIU Hong-bo1, HOU Juan2   

  1. 1. Guangzhou Environmental Protection Investment Group Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong 510330, China; 2. School of Mechanics and Engineering Science, Shanghai University, Shanghai 200444, China
  • Received:2022-11-24 Accepted:2023-03-08 Online:2023-11-28 Published:2023-11-28
  • Supported by:
    This work was Supported by the National Natural Science Foundation of China(52078285).

摘要: 筋-土界面动力剪切特性会影响加筋土石混合料路基的稳定性和耐久性。采用室内大型动态直剪仪,对5种含石量(0%、25%、50%、75%和100%)下的土石混合料-土工织物界面进行了一系列静、动力直剪试验,分析了法向应力振幅(10、20、30、40、60 kPa)和法向加载频率(0.5、1.0、2.0 Hz)对界面剪切响应的影响规律,并在试验的基础上建立了界面摩擦系数的经验公式。结果表明:界面上、下界抗剪强度随含石量的增大表现为先增大后减小的趋势,并与法向应力振幅呈正相关关系,与法向加载频率呈负相关关系;增大含石量会使界面剪胀效应增大,增大振幅和频率会使其减小;含石量和振幅的增大会导致界面摩擦效应增强;在试验的基础上建立了与含石量、振幅、频率相关的界面摩擦系数经验公式,与试验结果吻合较好。

关键词: 筋土界面, 土石混合料, 循环荷载, 含石量, 应力振幅, 加载频率

Abstract: The dynamic shear characteristics of the reinforcement–soil interface affect the stability and durability of reinforced soil–rock mixture subgrades. A series of static and dynamic direct shear tests was conducted on the soil–rock mixture–geotextile interface using a large dynamic direct shear apparatus under different rock contents (0%, 25%, 50%, 75% and 100%). The effects of normal stress amplitude (10, 20, 30, 40 and 60 kPa) and normal loading frequency (0.5, 1.0 and 2.0 Hz) on the shear response of the interface were analyzed. The test results indicate that the shear strength of the upper and lower boundaries of the interface first increases and then decreases with the increase in rock content. This is positively correlated with the normal stress amplitude, while negatively correlated with the normal loading frequency. An increase in rock content amplifies the interface dilatancy effect, while increases in stress amplitude and loading frequency reduce the interface dilatancy effect. The enhancement of the interface friction effect can be attributed to increased rock content and stress amplitude. An empirical formula for the interface friction coefficient, as a function of rock content, stress amplitude, and loading frequency, has been established. This formula coincides well with the test results.

Key words: soil–geosynthetic interface, soil-rock mixture, cyclic loading, rock content, stress amplitude, loading frequency

中图分类号: 

  • TU 416.2
[1] 孙晨峰, 王步雪岩, 钱建固, 王家超, 张甲峰. 加载与干湿循环作用下土石混合料蠕变特性试验[J]. 岩土力学, 2024, 45(1): 226-234.
[2] 王斌, 李洁涛, 王佳俊, 陈鹏林, . 强降雨诱发堆积体滑坡模型试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 234-248.
[3] 程光, 范文, 于宁宇, 姜程程, 陶宜权, . 土−石混合体土−水特性和微观结构的相关性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(增刊): 365-374.
[4] 齐添, 孔剑捷, 刘飞禹. 循环剪切对格栅−土石混合体界面特性的影响[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2593-2602.
[5] 杨铮涛, 秦悠, 吴琪, 陈国兴, . 循环加载频率对饱和珊瑚砂液化特性的影响[J]. 岩土力学, 2023, 44(9): 2648-2656.
[6] 何杰, 郭端伟, 宋德新, 刘孟鑫, 张磊, 文奇峰, . 循环荷载下楔形劲芯水泥土复合桩工作特性试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1353-1362.
[7] 张昕, 董浩, 徐迎迎, 王柳月, . 竖向循环荷载作用下砂土中单桩承载特性模型试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 673-684.
[8] 王元战, 龚晓龙, 王轩, 陈艳萍, 谢涛, . 偏压固结下碱渣土循环累积孔压及强度弱化规律研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 373-380.
[9] 姜德义, 杨镇宇, 范金洋, 李宗泽, 锁进杰, 陈结. 盐岩循环加卸载过程中的速率效应试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(2): 403-414.
[10] 庄心善, 周荣, 周睦凯, 陶高梁, 金合意. 孔隙溶液对循环荷载作用下膨胀土 累积变形及阻尼比影响研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 1-10.
[11] 李水江, 童艳光, 王军, 应梦杰, 刘飞禹, . 双向循环荷载作用下砾石−格栅界面动力剪切特性[J]. 岩土力学, 2022, 43(S2): 291-298.
[12] 汪磊, 张立婷, 沈思东, 徐永福, 夏小和. 分段循环荷载作用下非饱和土轴对称固结特性研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 203-212.
[13] 孟凡丽, 娄桢桢, 葛威, . 长期循环荷载下卸荷粉土动力特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 383-388.
[14] 张强, 王军保, 宋战平, 冯世进, 张玉伟, 曾涛, . 循环荷载作用下盐岩微观结构变化及经验疲劳模型[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 995-1008.
[15] 张闯, 任松, 吴斐, 刘杰, 周旭晖, . 循环荷载下含层理页岩渗透特性试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 649-658.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 殷 杰,高玉峰,洪振舜. 连云港软黏土的不排水强度试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3297 -3301 .
[2] 陈绍杰,郭惟嘉,杨永杰. 煤岩蠕变模型与破坏特征试验研究[J]. , 2009, 30(9): 2595 -2598 .
[3] 赵炼恒,罗 强,李 亮,杨 峰,但汉成. 层状岩体边坡动态稳定性拟静力上限分析[J]. , 2010, 31(11): 3627 -3634 .
[4] 刘小丽,张丹丹,刘 凯,苏媛媛. 一种直剪式模型试验设备的设计及应用[J]. , 2010, 31(S2): 475 -480 .
[5] 康永君,杨 军,宋二祥. 地震作用下边坡安全系数时程计算及参数研究[J]. , 2011, 32(1): 261 -268 .
[6] 卢坤林,杨 扬. 考虑位移影响的主动土压力近似计算方法[J]. , 2009, 30(2): 553 -557 .
[7] 李荣建,于玉贞,吕 禾,李广信. 饱和砂土地基上抗滑桩加固边坡的动力离心模型试验研究[J]. , 2009, 30(4): 897 -902 .
[8] 周万欢 ,殷建华. 上覆压力和剪胀作用下土钉抗拔的有限元模拟[J]. , 2011, 32(S1): 691 -0696 .
[9] 钱建固 ,黄茂松. 土体塑性各向异性的微宏观机理分析[J]. , 2011, 32(S2): 88 -93 .
[10] 朱崇辉 ,王增红 ,希罗科夫 B. H.. 单点击实法击实试验研究[J]. , 2012, 33(1): 60 -64 .