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土工布加固软土地基的机理试验研究

一般情况下,若土体的抗压性较强,但是其抗拉以及抗剪性较差时,往往会诱发各类土体不稳的工程事故,诸如滑坡、泥石流等,会对社会发展以及聚民的生命健康造成一定的负面影响。
1 界面剪切测试仪
在开展土工布加固软土地基的机理试验的过程中,工作人员往往需要加强对于界面剪切测试仪的运用。但事实上,该设备在运用的过程中存在诸多的不足,存在各类问题。关于界面剪切测试仪的不足以及改进措施,笔者进行了相关总结,具体内容如下。
1.1 剪切侧试仪不足。常用的土工测试剪切仪在运行的过
程中因为传统技术的限制以及实际的制约而存在着诸多的问题。一般而言,该设备在运行的过程中具备五个方面的问题。
一是缺乏观察视窗,故而技术人员无法对土工布及其周边土体在剪切过程中出现的扰动状况进行分析;二是设备的剪切盒较小,故而其存在较强的边界效应,并对剪切应力精度产生直接影响;三是该设备在运行的过程中无法有效的明确竖向荷载作用;四是各类数据均需要人工采集,故而导致数据的精确度难以得到保障;五是试验的精确度难以得到有效保障。

1.2 界面剪切侧试仪设计。
在进行界面剪切测试仪设计作的过程中,技术人员需要加强对于各类运行系统的设计、构建,分别是:试验平台、加载系统、数据采集系统以及数据处理系统。在实际的设计作业时,设计人员需要强化加载系统的构造。一般而言,该系统主要分为两大部分,分别是:竖向加

载系统以及水平加载系统、其中,竖向加载系统主要由砝码、挂钩以及拉钩等零部件构成,从而确保竖向荷载的精确度以及稳定性的提升。而水平加载系统在设计时,主要借助步进电机进行驱动以及控制。此外,在进行该设备数据采集系统设计以及构造的过程中,技术人员需要采取压力、位移传感器,无线发射器、接收器等元器件进行作业,从而实现了试验数据的远程传播以及监测。关界面剪切测试仪各组成部分,笔者进行了相关绘制,具体内容见图1。

(1—透明有机玻璃;2—夹具;3—小滑轮;4—步进电机;—涡轮组;6—压力传感器;7—大滑轮;8—平行支撑;9—钢盖板;10—竖向支架:11—位移计;12—斜向支撑;13—水平台面;14—竖向加载系统)
2 试验研究
2.1 试验材料。在开展土工布加固软土地基的机理试验的
过程中,试验人员采用了型号为PES250-50 土工布进行相关作业。在实际的操作时,工作人员需要将该材料剪裁为长、宽分别为250mm、170mm 的矩形,并依据剪切盒夹具位置设置直径为5mm 的孔洞。除此之外,工作人员还需要准备标准砂以及自来水。
2.2 法向应力和剪切应力计算。在进行法向应力和剪切应
力计算的过程中,技术人员需要将采取到的悬挂祛码重量乘以杠杆系数,从而获得盖板的竖向荷载,随后再依据盖板竖向荷载以及面积进行法向应力的计算。关于其计算方程,笔者总结如下:

在上述的公式中,P 指的是竖向荷载力,而A 则是盖板面积。而在进行土工布剪切应计算时,技术人员需要依循下述的公式进行推导作业:
剪切荷载。其中,T 指的是剪切荷载。

3 研究结果和讨论
3.1 竖向压力的影响。在论述竖向压力的影响过程中,技术人员开展了不同竖向压力的剪切实验。在实验操作时,其将剪切速度控制在0.5mm/min,并采取5kPa、10kPa、15kPa 以及20kPa 的竖向压力进行实验分析。通过观察风险,伴随着竖向压力的不断越大,整个系统的剪切应力也呈现出增大的趋势。
不仅如此,当剪切应力达到稳定值时,其所产生的拉拔位移也逐渐增大。此外,通过无机玻璃观察视窗进行剪切运动观察时,作业人员还发现:土工布的剪切应力与其位移分布呈现出不均匀的态势,且系统到达最大剪切应力时,整个土工布会发生剪切滑移的状况。
3.2 土体含水率的影响。在进行该项因素分析的过程中,
作业人员在竖向压力为5kPa 时借助不同含水率的填土土工布进行直剪试验研究。在实验的过程中,技术人员分别采用了0%、5%、10% 以及15% 含水率的土体进行实验。
4 结束语
本文主要分析了界面剪切测试仪(剪切侧试仪不足、界面剪切侧试仪设计),并就试验研究以及研究结果进行了分析。
伴随着相关实验的推广以及技术的发展,我国的土工布加固技术必将获得长足的发展,并由此促进相关效益的取得。
参考文献
[1] 王伟,王俭,薛剑豪,薛震,偶丹萍. 土工格栅加筋垫层加固软土地基模型试验分析[J]. 岩土力学,2015(12):1885-1891.
[2] 刘斯宏,王柳江,李卓,孙来. 土工袋加固软土地基现场荷载试验的数值模拟[J]. 水利水电科技进展,2012(1):78-82.