纖維砂力學特性試驗研究.pdf

1、在公路、鐵路路基建設工程中，經常遇到軟土路基。土工布和土工格柵常用于軟土路基加固以提高其承載力。然而由于面狀筋材與土之間存在軟弱面，導致行車道在交通荷載作用下極易出現較大不均勻沉降。土工纖維具有抗拉強度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，按一定比例均勻加到土中，可有效提高土體的強度。關于纖維土的力學特性研究已開展多年，但目前尚缺乏系統(tǒng)性，特別是其動力學性質研究相對較少。本文針對纖維砂的靜動力學特性展開研究，主要研究工作如下：
　　1，纖維砂靜力學

2、試驗與理論分析。通過大量 CD試驗，系統(tǒng)地研究了纖維摻量、纖維長度、密實度、圍壓等因素對纖維砂強度特性的影響。試驗結果表明，纖維砂強度隨纖維含量、纖維長度、密實度、圍壓增加而增大；在試驗軸向荷載范圍內，纖維砂的應力-應變曲線始終呈硬化趨勢；在特定的密實度和圍壓下，纖維砂抗剪強度增量與纖維含量、纖維長度具有良好的線性關系；由計算結果可知，纖維砂不僅具有摩擦強度，同時存在較大的黏聚強度。通過試驗所得強度數據與Zornberg與Michalo

3、wski兩個纖維砂的強度理論模型預測結果比較，發(fā)現Zornberg模型的預測值與實測值偏差較大。當纖維含量較低時，Michalowski模型預測值與實測結果吻合較好。理論模型假設纖維砂的黏聚強度為零，而試驗結果顯示纖維砂具有明顯的粘聚強度，在纖維砂剪切過程中纖維拉伸、纖維與砂間相互作用具有顯著的強化效果，極大地提高了纖維砂的粘聚強度。
　　2，纖維砂動力學特性試驗研究。采用動三軸試驗對纖維砂的動力學特性進行研究。動荷載波形為正弦波

4、，頻率為0.1Hz。在特定密實度（Dr=0.5）與圍壓（σ3=100kPa）下，改變纖維含量（ξ=0.2%，0.4%）、纖維長度（lf=7,13mm）、循環(huán)應力比（γc=0.22,0.24,0.26）等條件下，初步研究了纖維砂的動力響應特性。結果表明，纖維對砂的動力學特性具有顯著影響。在纖維長度相同下，當纖維含量多時，超孔壓積累速率緩慢，達到液化時的振次增加，動強度顯著提高，GN/Gmax隨振次衰減緩慢；在纖維含量相同下，纖維長度變化對