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塑料土工格栅与土体之间的摩擦力随拉力的升高

发布时间:2019-03-30 09:53   阅读:次   字号:  

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塑料土工格栅是一种新兴的土工合成材料,是用高强度聚丙烯或高密度聚乙烯的高分子聚合物片材,在一定的温度下,经过挤板压延、冲孔、纵向拉伸(使高分子聚合物的分子链定向排列,达到提高其抗拉强度的目的)、冷却定型等工艺过程制作而成的片网状结构物。将塑料土工格栅置于土体内部,表面或各层介质之间,利用土和土工格栅之间的相互作用,可以充分发挥土体较好的抗压性能和塑料的抗拉性能,使整个土体整体受力条件得以改善。

试验结果表明,随着土工格栅在施拉端所受拉力的不同,筋材表面的摩擦力分布并不是一成不变的。以土工格栅TGDG35为例,在拉力较小时,例如在为1 k和k的时候,摩擦应力在靠近施拉端的点数值较大,并且随着拉力的增大,数值增加得也较快;而在靠近尾端的点,与、点相比,几乎可以看作为零。当T为k和k时,点已逐渐到了稳定,而和点的摩擦力也迅速增加,而点的摩擦力增加还是较为缓慢。随着拉力的进一步增大,当T为kN时,点达到峰值,随后进入残余屈服阶段,、两点的摩擦力增加加快,点向峰值逼近。当拉力再增大时,峰值向后传递到点和点,点也进入残余屈服阶段,最后整个界面都进入了屈服,土工格栅被拉出。对于TGDG25,由于材料本身的刚度较小,在拉出过程中应变片多有损坏,但也明显地看出上述趋势。

 从上述的分析可知,在土工格栅的拉出行为过程中,随着土工格栅在施拉端所受拉力的增大,整个过程可以人为地将其分为不同的阶段。将土工格栅与土体之间摩擦应力的发展分为3个阶段。当加筋材料所受的拉力较小,摩擦应力主要分布在施拉端,呈近似的三角形分布,这时,摩擦应力不能传递到尾端,靠近尾端的部分没有发挥作用,称为起始阶段;

当筋材所受的拉力进一步增大,摩擦应力开始传递到尾端,靠近尾端的加固筋开始发挥作用,这时称为应力发展阶段,应力发展阶段的特点是应力分布到筋材的全部范围;当筋材所受的拉力再增大,靠近施拉端的部分开始进入屈服阶段,已经无法提供更多的摩擦力,摩擦力峰值向后传递,后端的摩擦力呈迅速增加,这个阶段可以称为局部屈服阶段;

等到筋材将要被拔出时,尾端的摩擦应力也进入屈服,即整个筋材的摩擦力全部进入屈服,即为整体屈服阶段。而在高围压或长埋深的情况下,在局部屈服阶段筋材会出现拉断破坏的现象,此时摩擦应力至多经历起始阶段、发展阶段、局部屈服阶段,而不具备完全屈服阶段。

 在土工格栅的拉出行为中,塑料土工格栅与土体之间的摩擦力随拉力的升高而增加,界面摩擦力随筋材所受拉力的大小明显地分为四个阶段:起始阶段,应力发展阶段,局部屈服阶段和完全屈服阶段。在高围压或长埋深的情况下,筋材会出现拉断破坏,这时的摩擦应力至多经历前三个阶段,而不具备完整的四个应力发展阶段。 

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