加筋膨胀土边坡土工格栅的导水作用研究.pdfVIP

第29卷 第6期 长 江 科 学 院 院 报 Vo1．29 No．6 2012年 6月 JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstitute Jun． 2 0 l2 文章编号：1001—5485(2012)06—0044—04 加筋膨胀土边坡土工格栅的导水作用研究 赵 亮 ，龚壁卫 ，李青云 ，丁金华 ，胡 波 (长江科学院 a．水利部岩土力学与工程重点实验室；b．流域水环境研究所，武汉 430010) 摘要：通过4组湖北力特生产的BOP系列小尺寸单向格栅不同加筋方式的膨胀土三轴固结排水试验，研究了土工 格栅的导水作用，并在现场试验中得到验证。研究结果表明：低围压下土工格栅的导水作用显著，且随着围压的增 大，导水作用减小；加筋膨胀土中土工格栅不仅提高了土体强度，还增添了导水通道。因此，在加筋土坡设计中，要 充分考虑格栅加筋后加筋土层渗流状态的变化，合理地发挥加筋土层的优势。 关 键 词：南水北调；土工格栅 ；膨胀土；拉拔试验；筋土界面；导水作用 中图分类号：TU443 文献标志码：A 果的规律性在南水北调工程现场试验中得到验证。 1 研究背景 2 室内试验 土工格栅是采用高密度聚乙烯 (HDPE)或聚丙 2．1 试验土样及材料特性 烯 (PP)经挤压后，在聚合物板上冲孔，然后拉伸形 2．1．1 土样的物理性质 成的新型土工合成材料，它在岩土工程 中的应用主 试验采用南水北调中线现场取回的膨胀土，其 要是加筋作用 ¨J。国内外有很多关于土工格栅加 物理性质指标如表 1所示。由表 1可 以看出，试验 筋膨胀土方面的研究，并取得了许多重要成果 -4。 采用膨胀土的自由膨胀率为69％，属于中偏弱膨胀 但对于处理层土工格栅的导水作用研究还很少。由 土，胶粒含量达到29．6％。 于土体与土工格栅的接触方式为点面接触，渗透系 表 1 试验土样的物理特性指标 数明显大于土体，也就是说，在筋土界面上形成了一 Table1 Physicalparametersofsoilspecimen 条导水通道，因此，采用土工格栅加筋边坡在增加边 坡整体强度的同时也给边坡添加了一条导水通道。 横向加筋时，相当于减小了土体的竖向固结排水距 离，在相同条件下使土体排出的水量更多；竖向加筋 时，相当于添加一条直接的固结排水通道。土工格 2．1．2 土工格栅 栅会改变边坡土体中水分的重分布，而膨胀土体中 本试验中采用的三轴试样直径为101mm，高度 含水量的改变对界面摩擦系数的影响很大 ，这就 为200mm。由于常规的单向土工格栅网格尺寸较 使得膨胀土边坡加筋设计中格栅与土体界面摩擦系 大，不能作为本试验 的加筋材料，因此本次试验 中采 数的确定变得更为复杂。本文通过4组不同格栅加 用湖北力特土工合成材料有限公司的BOP系列小 筋方式的三轴固结排水试验 中的固结排水量来研究 尺寸单 向格栅，表 2所示为该土工格栅的几何尺寸 土工格栅在加筋膨胀土边坡 中的导水作用，试验成 以及力学性能指标 。