颗粒粒径对立体格栅网–砂界面剪切特性影响

摘要

传统平面格栅限制土体侧向位移的能力较弱，而立体格栅网在传统平面格栅基础上增强了横肋与土体的侧阻力作用，有助于增强加筋土结构中筋土界面的相互作用，提高加筋土结构抗变形能力和整体稳定性。为了研究网孔尺寸和颗粒粒径对立体格栅网–石英砂界面剪切特性的影响，通过3D打印技术制作不同网孔尺寸和不同增强型横肋数量的立体格栅网，利用室内大型直剪仪进行一系列单调直剪试验。试验分析了颗粒粒径、格栅网孔开口率和增强型横肋数量变化时界面的似黏聚力、摩擦角及剪切强度系数的变化规律；基于试验，建立了界面剪胀系数模型，定量分析了颗粒平均粒径和格栅网孔开口率对立体格栅网–砂界面剪胀特性的影响。结果表明：当颗粒粒径增大，界面似黏聚力最大提高了65.53%，摩擦角最大提高了7.85%，表明颗粒粒径对立体格栅网–砂界面的似黏聚力影响更明显，对摩擦角的影响较小。当竖向应力从20增大至60 kPa，不同立体格栅网–砂界面最大剪胀角降幅为38.1%～60.8%，表明界面最大剪胀角随竖向应力的增加而逐渐降低。当颗粒粒径较大、格栅网孔开口率较小时，界面的剪胀量较大；剪切强度系数随粒径的增大而增加，增幅最高可达8.76%，表明立体格栅网与粒径较大的填料之间具有更好的互锁作用。

关键词

颗粒粒径 / 立体格栅网 / 筋土界面 / 剪切特性 / 网孔尺寸 / 剪胀系数