基于负泊松比土工格栅拉胀效应的筋土界面协同作用与强化机理研究
结题报告
批准号:
51479105
项目类别:
面上项目
资助金额:
83.0 万元
负责人:
崔新壮
依托单位:
学科分类:
E0905.水工岩土工程
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
葛建华、郭伟、张炯、周亚旭、吴建清、金壮、高洁
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
目前高大加筋土结构设计理论尚不完善,主要沿用一般加筋结构的理论与方法,导致垮塌事故时有发生。已有研究表明,高大加筋土结构中深层筋-土界面附近土的剪缩和筋材的拉缩特性降低了筋土的咬合作用,使得深层界面似摩擦系数明显低于浅层。鉴于此,本项目拟通过多学科交叉,基于负泊松比聚合物的拉胀效应,通过聚合物(聚乙烯/聚丙烯)的共混技术,研制一种负泊松比土工格栅。项目将对负泊松比土工格栅的制备工艺参数进行优化,研究其拉胀效应和吸振特性,建立泊松比-拉伸变形模型和蠕变模型;研究负泊松比土工格栅与填料界面的静、动态特性,并揭示负泊松比土工格栅与填料的宏细观协同作用机理;研究静、动荷载作用下负泊松比土工格栅加筋土结构的变形规律,揭示土工格栅拉胀效应对加筋土破坏模式的影响;提出考虑格栅拉胀效应的加筋土结构变形计算与稳定性分析方法。本项目研究将对强化筋土界面作用和增强高大加筋土结构的稳定性起到重要作用。
英文摘要
At present, the theories of tall reinforced earth structure design are inadequate, which mainly follows the ordinary reinforced earth structure theories and methods and results in many collapse disasters. Previous researches have shown that it is the shear contraction of the soil and the tensive thining of the reinforcement which reduce the occlusion effect of the soil-geosynthetic interface in the deeper layer of the reinforced earth stucture and make the friction coefficient of the interface much lower than shallower layer. In this project, a kind of polyethylene/polypropylene geogrid with negative Poison's ratio will be developed through the hybrid technology. The process parameters of the geogrid will be optimized with the tests on the auxetic effect and vibration-absorbing property. Poison's ration-tensile deformation model and creep model will be established by tests. Furthermore, this project will also study on the static and dynamic characteristics of the fill-geogrid interface and reveal the macro-micro synergy interaction mechanism of the fill and the geogrid with negative Poison's ratio. The deformation and failure mode of the earth structure reinforced with negative Poison's ratio geogrid under both static and dynamic loads will be studied. Considering the auxetic effect of geogrid, the deformation calculation method and the stability analysis method of the reinforced earth structure will be put forward. These studies will play an important role in the reinforcement of soil-geosynthetic interface and the enhancement of the stability of tall reinforced earth structural.
本项目旨在通过对传统土工材料进行改造,提高其在土中的拉拔阻力。采用了三种手段:<1>以高密度聚乙烯(HDPE)做连续相,聚丙烯(PP)做分散相,采用共混法制备负泊松比材料;<2>通过对普通土工格栅进行结构改造,研制肋条加固式负泊松比土工格栅(RNPR土工格栅);<3>研发排扣式嵌固土工格栅,通过改变肋条表面构型提升筋土界面作用。研究发现,第一种土工合成材料只能在较小的拉伸应变范围内表现为小泊松比,但未能出现负泊松比现象。后两种土工合成材料能够显著提升筋土界面作用。通过拉伸试验和有限元模拟,研究了RNPR格栅的拉胀效应,建立了拉伸变形-厚度变化关系曲线;对排扣式嵌固土工格栅进行力学性能试验,确定了其性能参数。通过室内试验,从宏观和细观角度研究了两种格栅在土中的变形规律,揭示了界面作用力在筋土间的传递方式。利用离散元模拟从细观尺度研究了RNPR格栅与填料的细观协同作用机理。通过排扣式嵌固土工格栅加筋挡墙足尺模型试验,发现排扣式嵌固土工格栅能够有效地控制土体变形,提高结构整体稳定性。RNPR土工格栅和排扣式嵌固土工格栅强度高、成本低,能有效增强筋-土作用强度,对增强高大加筋土结构的稳定性起到重要作用,应用前景广阔。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1080/10298436.2015.1095898
发表时间:2017-05
期刊:International Journal of Pavement Engineering
影响因子:3.8
作者:Xin-zhuang Cui;Xinglin Zhou;Junjie Lou;Jiong Zhang;M. Ran
通讯作者:Xin-zhuang Cui;Xinglin Zhou;Junjie Lou;Jiong Zhang;M. Ran
Large-scale test of sleeve valve pipe grouted overwet subgrades
套筒阀管灌浆过湿路基大型试验
DOI:10.1680/jphmg.16.00030
发表时间:2018-04
期刊:International Journal of Physical Modeling in Geotechnics
影响因子:--
作者:Yanhua Guan;Xinzhuang Cui;Dan Huang;Qing Jin;Junjie Lou;Zequn Liu;Fei Hou;Ming Xiao;Sheqiang Cui
通讯作者:Sheqiang Cui
DOI:10.1520/jte20160172
发表时间:2017
期刊:Journal of Testing and Evaluation
影响因子:1.2
作者:Ming Xiao;Fei Hou;Zequn Liu;Li Li
通讯作者:Li Li
DOI:10.1016/j.conbuildmat.2018.07.199
发表时间:2018-10
期刊:Construction and Building Materials
影响因子:7.4
作者:Jiong Zhang;Rui She;Zhaoxia Dai;Ruiping Ming;Guodong Ma;Xinzhuang Cui;Li Li
通讯作者:Li Li
DOI:--
发表时间:2016
期刊:中国公路学报
影响因子:--
作者:张炯;黄丹;金青;侯飞
通讯作者:侯飞
重载交通荷载作用下地基累积变形原位模拟系统
  • 批准号:
    52027813
  • 项目类别:
    国家重大科研仪器研制项目
  • 资助金额:
    790.86万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    崔新壮
  • 依托单位:
振动沉管透水混凝土桩施工致堵机理与堵塞效应研究
  • 批准号:
    51778346
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    崔新壮
  • 依托单位:
基于机敏土工格栅变形自检测的加筋土破坏模式识别与状态诊断
  • 批准号:
    51279094
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    崔新壮
  • 依托单位:
透水性混凝土桩复合地基工作机理与关键技术研究
  • 批准号:
    51078222
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    40.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    崔新壮
  • 依托单位:
基于疲劳损伤与流固耦合数值和物理模拟的沥青路面水损坏动水压力驱动机理研究
  • 批准号:
    50708056
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万元
  • 批准年份:
    2007
  • 负责人:
    崔新壮
  • 依托单位:
国内基金
海外基金