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3 直剪試驗 選用EG65R 單向格柵在白河堡粘土中進行了直剪試驗。繪制出每個法向應力作用下, 小車的水平位移與摩擦力之間的變化曲線, 如圖9(a) 所示, 可以看出各組試樣在位移至4~6mm 時均開始出現拐點, 曲線接近于雙曲線。根據曲線出現明顯轉折處, 確定其極限摩擦強度, 即抗剪強度。根據求出抗剪強度繪制出 p 與各級法向應力p 之間的曲線, 如圖9(b) 所示。 圖9 EG65R 與粘土直剪試驗曲線 Fig. 9 Direct shear test curve between EG65R and clay 可見E G65R 單向格柵與白河堡粘土間的直剪摩擦強度指標為:c =6 3kPa, ! =21 2?, 接近土本身的強度指標。這比拉拔測得的拉拔強度指標(c =1 6kPa, ! =6 3?) 高很多, 這是由于格柵肋之間的空隙并且格柵有一定的厚度, 使得鐵板與土間摩擦和土與土之間的摩阻力占了很大比例。 4 拉拔強度指標和直剪強度指標的選用 對于EG65R 單向格柵與白河堡粘土, 其拉拔摩擦強度指標為c =1 6kPa, ! =6 3?, 其直剪摩擦強度指標為c =6 3kPa, ! 21 2?, 兩者數值上有很大差別。 在加筋結構中, 如果滑裂面形狀如圖10(a) 所示, 貫穿整個加筋材料, 此時若沿滑裂面破壞, 則破壞形式表現為筋材拉斷或從土中拔出的破壞, 故設計錨固長度時, 應取拉拔強度指標。如果滑裂面形狀如圖10(b) 所示的復, 72水 力 發 電 學 報2006年出的破壞, 計算時仍取拉拔強度指標; 底部則表現為上部土體沿格柵接觸面的滑動破壞, 所以計算底部滑裂面時 選用直剪強度指標較為合理。 圖10 滑裂面示意圖 Fig. 10 Sketch of slip face 5 結論 (1) 如果在夾具頭測水平位移, 可能包含有夾具與格柵的滑動位移, 縫口與夾具之間格柵的拉伸變形等, 位移偏大; 而由于格柵剛度較大, 所以在試樣后部測水平位移較為合理。 (2) 粘土與格柵接觸面抗剪強度很低, 不能提供足夠的錨固力, 尤其是對于拉拔力較大的格柵及孔壓未能充分消散的情況, 以粘土為填料是不合適的。而粉土和粉細砂接觸面抗剪強度較低, 不容易壓實且易液化, 也不是很合適的填料。如果選用它們作填料, 應注意排水。 (3) 砂礫料中格柵的拉拔強度曲線會出現臺階現象及極限強度的非線性, 這是由于拉拔過程中孔眼間的大顆粒砂礫的咬合和位移調整造成的。取格柵后部水平位移L =4m m 的強度作為設計拉拔力是較為可靠的。 (4) 砂礫料與格柵間抗拔阻力以咬合為主, 所以接觸面抗剪強度較高, 在法向壓力較高的情況下, 格柵甚至被拉斷, 拉斷時的單位長度拉力稍小于格柵產品的強度標準值。 (5) 若整體沿滑裂面破壞時表現出格柵的拉拔破壞, 設計錨固長度時應采用拉拔抗剪強度指標; 若沿復合滑裂面破壞時會出現沿格柵接觸面的滑動破壞, 此時宜用直剪抗剪強度指標。 參考文獻: [1] 吳景海, 陳環, 王玲娟, 等. 土工合成材料與土界面作用特性的研究[J].巖土工程學報, 2001, 23(1) :89~93. [2] Bak eer Reda M, Sayed Sayed M, Cates Peter, et al. Pullout and shear tests on geogrid reinforced lightweight aggregate[J].Geotextiles and Geomembranes, 1998, 16:119~133. [3] 馬學寧, 楊有海. 土工格柵與土界面特性的試驗研究[J].蘭州鐵道學院學報, 2003, 22(4) :88~90. [4] 馬存明, 周亦唐, 廖海黎, 等. 塑料土工格柵加筋土抗拉拔特性試驗研究[J].中國鐵道科學, 2004, 25(3) : 36~39. [5] 張嘎, 張建民. 大型土與結構接觸面循環加載剪切儀的研制及應用[J].巖土工程學報, 2003, 25(2) :149~ 153. [6] Ingold T S. Laboratory pullout testing of grid reinforcement in sand[J]. Geotechnical Testing Journal, 1983, 16(3) :

3.4 試驗步驟 ㈠比重瓶法 ① 將比重瓶洗凈，和待測土顆粒一起放入烘箱中烘干，然后置于干 燥器內，冷卻后稱比重瓶的質量（空瓶）。 ② 稱取烘干土樣裝入比重瓶內，稱試樣和瓶的總質量。100ml 比重瓶裝入約15克烘干土，50ml 比重瓶裝入約10克烘干土 ③ 向比重瓶內注入半瓶純水，搖動比重瓶，然后放在帶有細砂 的電爐上煮沸，粘性土，粉土沸騰時間不小于1小時，砂土沸騰時間不小于30分鐘。 ④ 將煮沸冷卻的純水注入已煮好的比重瓶內，要求將瓶塞插入 后要有多余的水分能從瓶塞的毛細管中溢出。然后將比重瓶放入恒溫水槽內，直至水溫穩定為止。當比重瓶中上部懸液澄清時，取出比重瓶，擦干瓶的外壁，稱量比重瓶，水，和試樣的總質量，并測定瓶內的水溫。 ⑤ 查表找出該水溫下裝滿水的瓶的質量。 ⑥ 計算： G s =md /(mbw +md -m bws )*Git G s: 土顆粒的比重m d:干土的質量（克） G it ：某溫度時純水或中性液體的比重（可查表） m bw ：注滿水時瓶的質量（克） m bws ：試驗結束時比重瓶，土和水的總質量（克） 實驗數據及計算過程 3.5 注意事項： ①試樣中所使用的純水要煮沸以除去水中所含氣體。 ②如果土中含有鹽分，要用中性液體代替純水。 ③比重瓶煮沸冷卻后家純水時要緩慢，插入瓶塞時也要緩 慢。 ④粗顆粒做比重時要先做飽和晾干，不能直接將烘干的土 顆粒放入虹吸筒中。 3.6 指標應用： 比重用于計算其它指標。 四．界限含水率試驗 4.1 基本原理： ①試驗中的界限劃分。將土具有最小強度時的含水率作為液體和塑性 體之間的界限值，稱為液限（W l ），它是細粒土呈可塑狀態的上限含水率。當土中含水率繼續減小，土就變成有脆性，區分塑性和脆性的界限含水率稱為塑限（W p ），它是細粒土呈可塑狀態的下限含水率。飽和粘性土逐步干燥，土體積逐漸減縮，當土體不再收縮時的含水率稱為縮限（W S ）。 ②含水率（W ）與液限（W l ），塑限（W p ）之間的關系： I p (塑性指數)=W l -W p I l (液性指數)=(W-W p )/I p ③工程上常根據塑性指數（I p ）對細粒土進行分類，根據液性指 數（I l ）確定土的狀態。 4.2 試驗方法和適用范圍： ① 液塑限試驗方法：光電（數顯）液塑限聯合測定法，碟式液限儀 法，塑限搓條法。該方法主要針對的是細粒土。 ② 縮限試驗方法：采用收縮皿法測定縮限。該方法適用于細粒土。 4.3 儀器設備： ① 液限：光電（數顯）液塑限聯合測定儀，碟市儀 ，裝土杯， 調土質量，電子天平 ，鋁盒，烘箱等 ② 塑限：毛玻璃板，游標卡尺 ③ 縮限：收縮皿，天平，蠟，燒杯，細線，針，卡尺等 4.4 試驗步驟： ㈠ 液限（光電聯合測定法） ①將待測的細粒土粉碎，過0.5 mm 細篩，取篩下土200克用 純水調制成膏狀，靜置過夜，以確保試樣含水均勻。 ②充分調勻試樣，密實地將試樣填入試樣杯中（試樣中不得有 孔隙），并刮平試樣杯表面。 ③放試樣杯于液限測定儀的平臺上，在圓錐儀的錐尖上抹一薄 層凡士林，接通電源，使磁鐵吸住圓錐儀。 ④調節零點，使圓錐儀錐尖逐漸接觸試樣表面，指示燈亮時表 示錐尖儀接觸試樣表面，按下測試健，5秒后測讀圓錐下沉深度，取出試樣杯，挖去錐尖入土處的凡士林，取錐體附件試樣不少于10克放入盒內測定含水率。 ⑤ 將全部試樣再加水或吹干并調均勻，重復②- ④步驟，液塑 限聯合測定至少要測定3個不同的深度及對應的含水率，經驗表明，圓錐入土深度在4-5mm ，9-11mm ，16-18mm 時效果較好。 ㈡ 塑限 ① 取0.5 mm 篩下土100克，加純水拌勻，濕潤過夜。 ② 將制備好的試樣房在手中，揉捏至不沾手，再捏扁，當出現 裂縫時，表示其含水率接近塑限。 ③ 將試樣捏成橢圓形，放在毛玻璃板上用手掌滾搓，要均勻用 力，土條不得有空心，土條長度不宜大于手掌寬帶。 ④ 當土條直徑搓成3 mm 時產生裂縫，并開始斷裂，表示試樣 的含水率已達到塑限含水率，取3-5克測定其含水率。

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