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
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:
2016
批准年份:
2012
项目状态:
已结题
项目参与者:
侯昭升、付志前、王鹏伟、王磊、李华銮、金青、陈超、刘乃科、欧金秋
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中文摘要
土工合成材料被广泛用于土体加固,以提高其稳定性和抗震性能。但目前对加筋机制的认识还不完善;也缺乏对全寿命周期内筋材变形等指标的有效检测手段,限制了人们对设计方法的完善及对加筋土体安全诊断方法的研究。本项目将基于导电聚合物的拉敏效应,研制一种炭黑/高密度聚乙烯机敏土工格栅,该格栅在保证其加筋作用的同时,能实现变形自检测。拟通过研究机敏格栅导电行为的渗滤现象和拉敏效应,给出其渗滤阈值,建立变形-电阻模型;研究机敏格栅力学性能,提出其蠕变模型。研究格栅网络变形的分布式自检测技术,并提出筋材变形、受力等特征信息的提取方法。通过试验、理论分析和数值模拟,构建筋材变形等特征信息与加筋土体破坏模式间的内在关系,提出加筋土破坏模式识别和破坏状态诊断方法。机敏格栅耐久性好、成本低,变形自检测技术避免了外部传感器植入对筋土界面的扰动,适于对加筋土结构全寿命周期内的稳定性和安全状态进行监测和诊断,应用前景广阔。
英文摘要
Geosynthetic materials are widely used in earth reinforcement to improve the stability and the seismic performance of soil. But the understanding of the reinforcement mechanism is not very clear now. There is also not the effective detection means of geosynthetic materials deformation, and this limits the development of reinforced earth design methods and the safety diagnosis of reinforced earth structure. Based on the tension-sensitivity effect of conductive polymers, in this project, a carbon black/high density polyethylene geogrid will be developed. The deformation of this geogrid can be measured by itself. The conduction percolation phenomenon and tension-sensitivity effect of the geogrid will be studied to obtain the percolation threshold and the deformation-resistance model. The mechanical properties of the geogrid will be studied to obtain the creep model. Distributed deformation self-testing technology of geogrid network will be studied, and the characteristic information extraction method of geogrid deformation will be put forward. By tests, theoretical analyses and numerical simulations, the relation model of the characteristic information of geogrid deformation with the failure models of reinforced earth will be established. The geogrid has excellent durability and low cost, and high deformation testing precision because of avoiding the effect of exterior sensors installation on the geogrid-soil interface. It has a wide application prospect and is suited for monitoring the stability and diagnosing the safety state of the reinforced earth structure during total life cycle.
本项目基于导电聚合物的拉敏效应,以高密度聚乙烯为基体,超导电炭黑和碳纳米管为导电填料,在室内制备了两种传感型土工材料SEG。揭示了SEG导电行为的渗滤现象和拉敏效应,确定了其渗滤阈值,建立了变形-电阻模型;并研究了SEG的力学性能。将SEG在工厂进行了生产,确定了热缩管包裹和两布一膜包覆两种系列的产品,能够实现防水耐久的目的。提出了考虑土工材料塑性行为的土中变形分析模型,基于SEG的变形自检测性能和拉拔试验,验证了该模型的正确性,为加筋土工结构的安全预警提供了理论基础。传感型土工材料耐久性好、成本低,变形自检测技术避免了外部传感器植入对筋土界面的扰动,适于对加筋土结构全寿命周期内的稳定性和安全状态进行监测和诊断,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:--
发表时间:2015
期刊:山东大学学报(工学版)
影响因子:--
作者:肖溟;张炯;黄丹;侯飞
通讯作者:侯飞
DOI:10.1016/j.tust.2015.05.011
发表时间:2015-08
期刊:Tunnelling and Underground Space Technology
影响因子:6.9
作者:Xin-zhuang Cui;Shucai Li;Junjie Lou;Zhechao Wang;Jiong Zhang;Weize Tang;Z. Gao
通讯作者:Xin-zhuang Cui;Shucai Li;Junjie Lou;Zhechao Wang;Jiong Zhang;Weize Tang;Z. Gao
Experimental Study of the Effect of RCC Specimen Size and Crack Depth Ratio on Double-K Fracture Parameters
RCC试件尺寸和裂纹深度比对双K断裂参数影响的实验研究
DOI:10.1520/jte20140025
发表时间:2015-03
期刊:Journal of Testing and Evaluation
影响因子:1.2
作者:Fei Hou;Zhijun Gao;Zengtang Wang;Wei Sui
通讯作者:Wei Sui
DOI:--
发表时间:2015
期刊:中国公路学报
影响因子:--
作者:Xiaonan Gong;Shucai Li;Weize Tang;Jiong Zhang
通讯作者:Jiong Zhang
Effects of specimen size and crack depthratio on double-K fracture model parameters of roller compacted concrete
试件尺寸和裂缝深度比对碾压混凝土双K断裂模型参数的影响
DOI:--
发表时间:2014
期刊:Geotechnical special publication
影响因子:--
作者:Xinzhuang Cui;Jiong Zhang;Zhijun Gao
通讯作者:Zhijun Gao
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
- 批准号:51479105
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:83.0万元
- 批准年份:2014
- 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
