文摘
实验调查的影响颗粒填充和土工格栅加固松散颗粒填充的行为上的静态液化势底土在本研究报告。一系列的平板载荷试验进行了不同厚度的松散颗粒填充,土工格栅层数,大小/尺寸的基础。测试结果给出了承载力和地基模量结算,,。实验结果显示,引入颗粒填充显著增加了承载力,有效地控制和解行为的基础。采用土工格栅在松散颗粒填充增强控制沉降和承载力的比例比最大的328.54%和203.41%,分别。介绍土工格栅的松散颗粒填充中断故障区域的颗粒填充和提高路基模量的基础上最大的255.55%;除了路基模量的基础上增加的土工格栅层数的增加。基于测试结果建议基础与大尺寸改进加固松散颗粒填充有益。
1。介绍
土壤的液化行为在地震严重破坏的各种建筑物、道路和其他结构。静态液化的宽松,非常宽松的饱和砂是一个现代经典力学的话题和孔隙水压力突然增加导致沉降的基础结构和破坏地球。因此,它是非常重要的考虑大坝的液化潜能,堤防,山坡,基础材料,填充(1]此外,应该确定一种新的稳定方法有效地解决这一问题。传统的改进方法来防止颗粒土壤液化的排水和致密化技术如强夯、振捣技术,石头列和压实灌浆(2]。提高土的强度的另一种方法是使用化学外加剂,如碳酸钙粉、水泥、石灰、粉煤灰等(3,4]。尽管这些技术已经被证明是成功的在实践中,致密化和排水深度土壤资料往往是无效的5),他们需要的重型设备。最近加强土壤使用geocomposites已经出现和提供的紧张和侧向约束强化显著增加土壤的强度特性和增强土壤有效支撑应用的负载(6]。混合不连续纤维的主要优点与土壤质量没有潜在的弱点,飞机可以开发面向平行的钢筋(7]。然而,与这些相比,使用土工格栅加固土壤是非常简单和土工格栅的主要优点是提供横向和纵向约束土体和显著降低结算8]。在过去的几十年里,土壤中土工格栅加固的应用被广泛实施和报道。
Alawaji [9)研究的宽度和深度的影响土工格栅在崩溃的行为,可折叠的土的变形模量和承载力。土工格栅的增加宽度和深度增加土工格栅系统的效率下降。土工格栅有宽度的四次加载区域的直径和深度为0.1建议作为一种高效、经济的加固。刘等人。10)进行了一次大规模的剪切试验,研究不同土壤的界面剪切强度(沙子、砾石和红土)对PET-yarn各种拉伸土工格栅的优点和测试结果表明,土壤/ PET-yarn土工布界面剪切强度大大低于土壤强度。Phanikumar et al。11)进行了一系列的实验室板负载测试好,中、粗砂床钢筋与不同层120毫米直径的圆形土工格栅。测试结果表明,土工格栅层数增加和减少它们之间的间距提高荷载响应和负载进一步改进比率(LIR)。大型直剪试验的土工格栅加固新鲜和犯规压载表明,土工格栅大大增加抗剪强度的剪切强度和明显的角(12]。现场试验使用七个不同地位不同颗粒直径和填充层厚度是由Ornek et al。13]。测试结果表明,使用松散颗粒填充层天然粘土土壤承载力特性有相当大的影响。Demir et al。14)进行了16场测试评估的影响取代天然粘土的硬颗粒填充图层和single-multiple层土工格栅加固。测试结果表明,使用松散颗粒填充和土工格栅加筋土的立足点(RSF)相当大的对路基模量和承载力的影响。最近Kolay et al。15]研究承载能力的改善与薄砂层粉质粘土土壤上,在不同深度将土工格栅。测试结果显示,土壤的承载力土工格栅层数增加而增加。
到目前为止的研究集中在增加土壤的抗剪强度能力使用土工格栅的影响,这些研究还显示了土工格栅的床单在改善液化颗粒土壤的阻力。此外,研究相关的大规模现场试验承载力的土工格栅加筋土是非常有限的。本研究的主要目的是通过实验调查的影响颗粒填充和土工格栅多层承载力和静态液化行为的阻力。板进行了负载测试使用模型的基础评价颗粒填充和土工格栅抗液化的多层土的承载力和沉降行为。实验参数是松散颗粒填充的厚度(0.30,0.45,0.60,0.75和0.90),土工格栅层数(1和2),和大小/尺寸的基础(0.5和0.75)。
2。实验程序
2.1。材料特性
2.1.1。下层土壤特性
整个测试程序进行了在沿海地区位于Nagapattinam世袭地,Thanjavur区,Tamilnadu,印度。岩土工程现场调查进行了实验室和现场测试研究土壤特性在实验测试区域16]。原位测试,如井眼钻粉和探坑开挖进行了识别实验测试区域的土壤剖面,确定了四种类型的底土(17]。一层土壤运输有一个1米的深度观察。后一层粉质粘土泥灰岩之间观察到1米和5米的深度。加筋粘土后来观察到在粉质粘土泥灰岩之间的深度5米和9米。9米深度后,土层被改变从粘土硬地层。挖掘持续到12米的深度,一层石灰岩剖面观察在12米的深度。标准贯入度试验(18在钻井过程中进行,”“价值是5的范围不同到50如图1。土壤的比重值测定的实验室测试(19)和不同的价值在2.6至2.71的范围在整个深度图所示2。无侧限抗剪强度()土壤样品的评估20.)通过无侧限压缩试验和不同的价值60到75 kN / m2如图3。
2.1.2。颗粒填充材料
粉砂质砾石来自Karaikudi, Sivagangai区,Tamilnadu,印度作为一个松散颗粒填充材料。传统的实验室测试获得的工程性质进行了颗粒填充(21]。比重值(19颗粒填充的约2.64。从标准的普罗克特压实试验22的最佳含水量和最大的干容重和获得价值约7%和21.7 kN / m3,如图4。直接剪切试验(23)是执行和获得的内摩擦角和凝聚力的松散颗粒填充43°15 kN / m2。为了保持同质性颗粒填充通过4.75毫米是用于实验室和现场测试。
2.1.3。土工格栅
Netlon公元121年被用作水平土工格栅加固在这项研究。这是一个双向聚丙烯表有4毫米的厚度。的最大抗拉强度表15 kN / m2方形孔径尺寸为100毫米2(毫米)。典型的土工格栅板如图5。的物理和机械性能,总结了土工格栅由制造商提供1。
2.2。实验装置和程序
实验室和现场试验后,反应加载框架安装现场。之后的1.6米深度土壤被测试区域的表面被夷为平地。对颗粒填充最初,所需的水和颗粒填充每一层计算然后松散颗粒填充和水混合使用逆流混合器。后的松散颗粒填充被一层一层地,层压实使用地球夯达到预定高度所需的密度。大小的2.1 m的基础2.1一直不断地在整个测试和松散颗粒填充的深度或松散颗粒填充厚度(根据基础直径(0.30)是不同的,0.50,0.70和0.90)。对于每个强化条件,颗粒填充准备在上面的相同的方式,层压实的预定的高度。松散颗粒填充到首选深度时,一层土工格栅被,然后压实是直到松散颗粒填充达到想要的高度。基础是定位在地上,照顾,以确保其中心线是完全符合的轴线液压千斤顶加载框架。下行负载应用到基础或由一个液压千斤顶底座和轴向变形的基础测量通过使用两个线性电压位移传感器(线性)一直在顶部表面的基础。液压千斤顶和两个线性变量位移传感器(线性)连接到一个数据记录器。执行测试计划根据ASTM D 1196 - 93 (ASTM, 1997)和测试程序停止了;应用垂直荷载显然是减少和解决的基础是相当大的小增量应用的负载。实验设置如图6。颗粒填充的影响,没有土工格栅对承载力和液化行为的研究研究。三大系列的测试等系列,系列二世,并进行了系列III。系列我由各种直径((0.50)的地位和0.75)表面上没有松散颗粒填充和土工格栅。系列二世非常类似于我,除了基础是放置在顶部的颗粒填充各种厚度(根据基础直径(0.30),0.50,0.75和0.90)。系列III包括颗粒填充土工格栅加固基础。实验参数的土工格栅层()(1和2)和基础底面之间的距离的土工格栅层()(0.1和0.2)。在整个测试两个土工格栅层之间的距离保持不变是200毫米()。
3所示。描述的测试
能够很容易地确定测试的地方,16个测试等三大系列是指定名称的rt - 0.50和rt - 0.75(我)系列;0.50 -(0.30),0.50 -(0.50),0.50 -(0.75),0.50 -(0.90),0.75 -(0.30),0.75 -(0.50),0.75 -(0.75),0.75 -(0.90系列)(II);0.50 -1 - 0.1,0.50 -1 - 0.2,0.50 -2 - 0.1,0.75 -1 - 0.1,0.75 -1 - 0.2,0.75 -2 - 0.1(系列III)。例如,在测试rt - 0.50,第一个字符“RT”表明参考测试和第二个角色指的是直径的基础。在测试0.75 -(0.30),数字“0.75”指的是基础直径和下面的性格”(0.30)”表示松散颗粒填充厚度0.30直径的基础。在测试0.50 -1 - 0.2、数字“0.50”指的是基础直径和下一个字符表示的土工格栅层数(1和2),最后一个“0.2“表明土工格栅的深度层底部的基础。
4所示。结果与讨论
4.1。系列我:没有松散颗粒填充和土工格栅
一共有两个测试的基础尺寸0.50米和0.75米(rt - 0.50和rt - 0.75)进行串联,我没有任何土壤改良。它是用来比较的参考测试系列II和III的测试结果。-行为未被利用的土壤为基础尺寸如图7。在所有引用的测试中,从最初的阶段,基础的解决应用压力成正比,和-行为的测试图8有明确的证据证明为当地底土的剪切破坏。除此之外,在这两个测试土壤的极限承载力不明确识别。从荷载图、路基土的模量计算(1)和路基模量计算解决,,,因为确定承载力和地基模量将是更适合的情况容许沉降控制性能。和列在图所示的结果9和表2分别为: 在哪里路基模量,是承载力,基础沉降。图8清楚地表明,土壤的路基模量增加,当增加基础大小和路基模量与基础沉降的增加减少。讨论的结果是结算的直径比()。数据7和8清楚地表明,实验结果表明,土壤的承载力的大小增加时,增加的基础。这是由于这一事实电阻的增加压力区产生的土壤和电阻压力成正比的发展基础。同时测试得到的承载力值率为3% (13),测试的承载力值rt - 0.50216 kN / m2不到47.5%的测试rt - 0.75。此外,使用2%和4%的比例在整个测试讨论提高承载力。
4.2。系列二:松散颗粒填充和土工格栅
颗粒填充的影响和松散颗粒填充厚度的增加的行为基础的承载力和沉降评估(24在系列二世。一系列测试的基础进行了0.50米和0.75米直径的颗粒填充床和松散颗粒填充的厚度是根据基础不同直径(0.30,0.50,0.75和0.90)。负载和相应的结算申请各种厚度的松散颗粒填充在两种情况下的数据所示9和10。从数据9和10可以看出,小负荷范围,外加负载结算之间的关系表现出线性行为,进一步加载-行为已成为非线性高峰负荷除了不明确识别。系列二世的故障模式中观察到所有的测试是一个局部剪切破坏。实验结果显示,引入颗粒填充显著增加了承载力和有效控制的静态液化底土和此外-行为变得非常硬的增加颗粒填充率,即增加厚度。颗粒填充的将降低孔隙水压力发展由于减少间隙压力分布。性能改进的承载力由于松散颗粒填充表达的承载力比(BCR) [14),下列方程被用于评估BCR: 在哪里是土壤的承载力和颗粒填充和增强吗土壤的承载力无筋或引用。BCR比例得到的比例为3%。BCR和之间的关系比例如图11。从图12,它可以观察到,承载力和BCR值的基础上增加了颗粒填充厚度的增加在所有情况下。然而,BCR减少当直径增加的基础。图11清楚地表明,颗粒填充厚度之间的相关性和BCR太结实基础直径()。数据9,10,11清楚地表明,基础的承载力显著增加了颗粒填充的厚度;然而,仔细的观察数据9,10,11展品,承载力的提高并不明显的超越值为0.75。从结果,松散颗粒填充厚度被选为最有利的填充高度和厚度相同系列III中已经介绍过。相比,rt - 0.50、测试0.50 -(0.75其承载能力增加了30.21%,以类似的方式测试0.75 -(0.75)增加了32.68%的承载力比rt - 0.75。
4.3。系列三:土工格栅加固松散颗粒填充
本研究的主要目的是有效地评价土工格栅增强颗粒填充的影响承载力的行为,路基模量和BCR。从测试结果系列二世,松散颗粒填充是维护的厚度在整个测试。数据12和13显示不同的荷载沉降行为的基础与不同的土工格栅层。如预期的引入单一的土工格栅层0.1的距离从底部表面的基础在这两个基础情况下相对提高了土壤的液化行为,荷载沉降行为,承载力所示数据12和13。这是由于这一事实的介绍土工格栅中断故障区松散颗粒填充和压力共享区域的增加在土工格栅的深度的更广泛的分散应力水平影响土工格栅加固(11]。结果,松散颗粒填充的压力大大降低,导致一个更小的解决方案。另一个可能的原因是,土工格栅的拉应力是由土工格栅的应用负载完全不顾导致改进-沉降系统的行为。结果在图12和13表明,当从0.1提升土工格栅的深度到0.2(测试0.50 -1 - 0.2),测试结果没有显示任何的荷载沉降行为和长足的进步除了承载力相比是适度低测试0.50 -1 - 0.1。的观察,可以理解,土工格栅非常接近的基础将提供相当大的荷载沉降行为和提高承载力和土工格栅的引入在深刻的深度是不可取的。性能的下降可能是由于钢筋的深度相当深,和土工格栅的导致的工作效率下降。上述类似的发现在基础的直径0.75。另外一个土工格栅层的引入200毫米(0.50 -2 - 0.1)松散颗粒填充,进一步改善-行为和有益的影响,远远大于颗粒填充的单层基础情况下(0.50和0.75)。这是由于这样的事实,在加载土工格栅之间的联锁和松散颗粒填充已经大大提高,土工格栅加固松散颗粒填充开始表现得像一个土工格栅复合镀层。这个组合板动作明显抵抗施加压力,减缓了土壤失败也大大限制-行为。的影响土工格栅加固松散颗粒填充在定居点的行为比无筋基础评估通过控制的参数称为比例结算(pc)。电脑计算的解决或比率为3%使用以下方程: 在哪里解决无筋基础,吗在基础加固基础的解决压力的无钢筋结算值的呢。数据14和15显示电脑的比较因素对颗粒填充(0.50 -的基础(0.75)和0.75 -(0.75))。相对于0.50 -(0.75),测试0.50 -1 - 0.1和0.50 -1 - 0.2增加了电脑257.14%和101.25%,分别如图14。相对于0.70 -(0.75),测试0.75 -1 - 0.1和0.75 -1 - 0.2电脑提高了328.54%和111.54%,分别如图所示15。土工格栅的单层相比,电脑两层土工格栅的松散颗粒填充增强表现,测试0.50 -2 - 0.1和0.75 -2 - 0.1增强他们的pc 67.15%和81.74%分别相比,测试0.50 -1 - 0.1和0.75 -1 - 0.1,分别。
承载力比(BCR)为每个测试计算(1为解决),,。从图16可以理解,BCR土工格栅层数的增长而增加。然而,图16清楚地表明,增强颗粒填充的BCR价值有所下降,增加结算在所有情况下。这可能归因于复合层土工格栅无法影响分散压力的解决和无法违抗的拉应力诱导应用的压力。测试0.50 -1 - 0.1和0.50 -1 - 0.2分别BCR增加了203.41%和157.26%,相比0.50 -(0.75);他们的BCR值分别为3.55和3.07,分别在/比例为3%。还测试0.75 -1 - 0.1和0.75 -1 - 0.2改善他们的BCR比0.75 - 115.87%和87.15%(0.75)和BCR值分别为2.89和2.32,如图所示17。
路基模量的比较得到系列III的结算,,数据所示18和19并提出了表2。数据18和19意味着路基模量增加的基础上减少结算和另外的引入在松散颗粒填充增强了路基土工格栅模量,减少基础沉降。在比测试的路基模量0.50 - 3%1 - 0.1,0.50 -1 - 0.2,0.75 -1 - 0.1,0.75 -1 - 0.251.21 MN / m343.73 MN / m353.67 MN / m3和45.21 MN / m3分别是255.55%,203.68%,176.507%,和132.97%,分别高于非强化基础(rt - 0.50和rt - 0.75)。对整个土工格栅加固松散颗粒填充导致荷载沉降行为,提高承载能力,减少内部孔隙水压力导致液化控制和除了提供更多的经济优势。基于测试结果建议基础与大尺寸改进加固松散颗粒填充有益。
5。结论
一系列现场试验进行了理解的影响松散颗粒填充和土工格栅加固松散颗粒填充行为的静态液化潜能,承载力、荷载沉降行为和底土的沿海地区位于Nagapattinam世袭地,Tamilnadu Thanjavur区。根据测试结果以下结论。(我)在所有引用的测试中,天然地基的破坏模式是当地的剪切破坏,除了天然地基的极限承载力不明确识别。(2)颗粒填充的引入大大提高了承载力和有效控制的静态液化底土(3)参考测试相比,引入颗粒填充,深度为0.3,0.50和0.75,提高其承载能力的基础上6.84%,16 20.54%,和30.21%,分别和承载力值388 kN / m2442 kN / m2,518 kN / m2,分别。(iv)土工格栅的引入很接近的基础将提供相当大的荷载沉降行为和提高承载力和土工格栅的引入在深刻的深度是不可取的。(v)相对于0.50 -(0.75),测试0.50 -1 - 0.1和0.50 -1 - 0.2电脑增加了257.14%和101.25%,分别。(vi)基础的地基模量与结算的增加和减少除了土工格栅在松散颗粒填充的引入提高了路基模量,减少基础沉降。(七)的土工格栅加固松散颗粒填充导致荷载沉降行为,提高承载能力,减少内部孔隙水压力导致液化控制和除了提供更多的经济优势。建议的基础与大尺寸改进加固松散颗粒填充有益。
利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。