纤维加筋非饱和黏性土的剪切强度特性 - 岩土工程学报.PDF

第35卷 第 10期 岩 土 工 程 学 报 Vol.35 No.10 2013年 .10月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Oct. 2013 纤维加筋非饱和黏性土的剪切强度特性 * 王德银，唐朝生 ，李 建，刘宝生，唐 伟，朱 昆 （南京大学地球科学与工程学院，江苏 南京 210046） 摘 要：纤维加筋是近些年发展起来的一种土质改良技术，系统掌握纤维加筋土的力学性质对评价纤维加筋土工程的 稳定性和进一步推广该技术在工程中的应用具有重要意义。为了了解纤维加筋的剪切强度特性，以非饱和黏性土为研 究对象，以聚丙烯纤维为加筋材料，在控制含水率和干密度条件下开展了一系列直剪试验。借助扫描电镜，从微观的 角度探讨了纤维的增强机理，并对相关宏观力学性质进行了分析。结果表明：纤维加筋能有效提高土体的抗剪强度， 且抗剪强度随纤维掺量的增加而增加；相对于内摩擦角，纤维对黏聚力的增强效果要明显得多；纤维加筋土的抗剪强 度随含水率的增加而减小，随干密度的增加而增加；总体上，低含水率和高密实度条件有利于发挥纤维的拉筋效果， 提高纤维对强度的贡献。此外，纤维加筋在提高土体峰值剪切强度的同时，还能增加土体破坏时对应的应变及破坏后 的残余强度，改善土体的破坏韧性。由扫描电镜分析可知，单根纤维一维拉筋作用和纤维网三维拉筋作用是纤维加筋 土的主要增强机理，增强效果则取决于纤维 –土界面力大小；剪切面上的纤维在剪切过程中呈现拔出和拉断两种失效 模式。 关键词：纤维加筋土；非饱和黏性土；剪切强度；微观结构；含水率；干密度 中图分类号：TU44 文献标识码：A 文章编号：1000 –4548(2013)10 –1933 –08 作者简介：王德银(1990 – ) ，男，江苏淮安人，硕士研究生，主要从事环境岩土工程和工程地质方面的研究工作。E-mail: wangdeyin_nju@163.com 。 Shear strength characteristics of fiber-reinforced unsaturated cohesive soils WANG De-yin, TANG Chao-sheng, LI Jian, LIU Bao-sheng, TANG Wei, ZHU Kun (School of Earth Sciences and Engineering, Nanjing University, Nanjing 210046) Abstract : Fiber-reinforcement is a newly developed soil improvement technology. Better understanding the mechanical behaviors of fiber-reinforced soils is significant for evaluating the stability of the relevant earth structures and extending the application of this technology in engineering. This investigation aims to study the shear strength characteristics of fiber-reinforced unsaturated cohesive soils. Polypropylene fiber is used as th