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SHANGHAI UNIVERSITY高等土木工程试验GRADUATE PROJECT (THESIS)题 目: 加筋土机理及实验研究方法学 院 专 业学 号 学生姓名 指导教师 日 期 上海大学2010学年夏季学期研究生课程考试小论文课程名称： 课程编号： 论文题目: 研究生姓名: 学 号: 论文评语:加筋土机理及实验研究方法摘要: 由于加筋能明显改善土体不能受拉的特性，近些年来国内外迅速修建了一些加筋土结构，并且开展了一些试验和研究，本文通过介绍土工合成材料和加筋土的相关理论，详细阐述了加筋土的作用机理，同时也说明了加筋土体系的破坏形式和破坏机理以及筋土界面特性；在对国内外加筋土试验研究进展总结的基础上，对相关的加筋土试验方法做了详细的介绍，并对比分析了各种试验方法，提出各种试验方法的优点和不足，对加筋土试验应注意的问题作了说明，最后，在总结加筋土试验的意义的基础上，对今后加筋土研究方向和新的试验方法做了展望。关键词：加筋土试验 土工合成材料 破坏形式 破坏机理 Because reinforcement can improve the tensile strength of soils，many reinforced soil structures had been built in recent years, through introducing the relevant theories of geosynthetics and reinforced soil, the mechanism of reinforced soil is stated in this paper, at the same time, the damage form, damage mechanism and interface properties between reinforcements and soils are explained. Based on summarizing the research progress of test methods of reinforced soil at home and abroad, the relevant test methods of reinforced soil are introduced in detail and the test methods are compared and analysed, also, the problems during tests are explained, at last, the research orientations and new test methods are forecasted basing on summarizing the meaning of reinforced soil experimentkeywords: reinforced soil experiment geosynthetics damage form damage mechanism加筋土是指在土体中加入了筋带、纤维材料或网状材料等，土体本身原具有一定的抗压和抗剪强度，而抗拉强度却很低，在土内掺入或铺设适当筋材后，筋材藉摩擦力将自身的抗拉强度与土体的抗压强度结合起来，不同程度地改善土体的强度与变形性态；筋材埋在土体中，可以扩散土体的应力，增加土体模量，传递拉应力，限制土体侧向位移；还增加土体和其它材料之间的摩阻力，提高土体及有关建筑物的稳定性1。随着我国经济建设的改革深化，公路、铁路等交通基础设施进入快速发展时期。如何保证道路路堤的稳定性，控制路堤的工后不均匀沉降，成为道路等交通基础设施的关键技术问题。已建并投入使用的大量公路、高速公路、铁路、客运专线等路基工程实践证明，修筑路堤边坡时在其内部布置多层土工合成材料加筋，或者在路基底部铺设一层土工合成材料，能够明显改善土体的受力性能，提高路堤的稳定性，调整不均匀沉降，近些年来加筋路基、挡墙、桥台、堤坝等工程相继出现，并得到了较好的预期效果。因此，通过相关试验手段，对加筋作用机理及渐进破坏特性进行系统研究，建立加筋土的稳定性分析方法及承载力计算理论，将为加筋技术的发展起着积极的推动作用，具有重要的工程应用前景。1土工合成材料及加筋土相关理论1.1土工合成材料的定义土工合成材料是岩土工程应用的合成材料的总称。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料，按功能要求特制，具备良好的物理化学性能以及水工性能。近些年来土工合成材料迅猛发展，土工合成材料品种逐渐增多，土工网、格栅、席垫、条带、拉杆、模袋、输水管道、纤维丝，各种成型的塑料板，以及由两种以上的材料组合而成的复合型材料等相继问世，其广泛应用于水利、水电、公路、铁路、建筑、港口、采矿、军工、环保以及各种地下、水下等许多工程，是继钢材、水泥、木材之后的第四大新型建筑材料。1.2 土工合成材料的种类1通常将土工合成材料分为四大类:1)土工织物:土工织物是以聚合物纤维为原料制成的具有渗透性的布状土工合成材料，主要特点是多孔，属于透水的土工合成材料;2)土工膜:所用的原材料有沥青和合成聚合物，还有一定的填充料和外加剂，填充料有矿粉和聚合物粉末等。为了提高劲度和降低造价，会添加增塑剂、抗老化剂、抗菌剂、各种稳定剂等添加剂。土工膜属于相对不透水的土工合成材料;3)特种土工合成材料:特种土工合成材料是指除土工织物和土工膜以外近十几年来研制的新型土工合成材料，包括:土工格栅、土工网等，它们能够更好地满足工程实践的要求。特种土工合成材料是目前生产、工程应用和科研的热点;4)复合土工合成材料:复合土工合成材料是土工织物、土工膜和特种土工合成材料中的两种或两种以上材料复合而成的土工合成材料，可以集中发挥各种材料的优点，更好地满足工程的需要。1.3 土工合成材料的特性土工合成材料的主要特点是：质地柔软而重量轻、整体连续性好、抗拉强度高、耐腐蚀性和抗微生物侵蚀性好、反滤性（土工织物）和防渗性（土工膜）好、施工简便。1.4 土工合成材料的功能 土工合成材料具有6大功能，主要表现为：1）加筋功能：将土工合成材料置于土体中，通过土与加筋材料在其界面之间的相互作用提高土体的抗剪强度和整体稳定性，改善土体的变形特性。2）防渗功能：利用土工膜等低渗透性材料，限制液体的渗透和气体的扩散。3）排水功能：将土工合成材料置于土体中，以土工合成材料本身形成排水通道。4）过滤功能：将土工合成材料置于土体中或土体表面，在允许液体通过的同时，有效地限制土颗粒的流失。5）隔离功能：用土工合成材料将两种不同粒径的土、砂、或石料隔离，避免相互侵入混杂，保护建筑材料各自的整体性和工程性能的发挥；另外，在路面工程中使用高强度合成材料限制反射裂缝的扩展，同样起到了隔离作用。6）防护功能：将土工合成材料置于土体表面或与其它材料一起形成一层保护层，阻止土体受流水或风的侵蚀而破坏。1.5 加筋土的作用机理加筋土是由土与筋材组成的复合体，它们共同受力、协调变形。根据现有的研究结果，根据迄今为止的研究结果，筋土相互作用的基本理论大致可归纳为两大类：一是摩擦加筋原理，二是准粘聚力原理或似粘聚力原理2：1.5.1摩擦加筋原理根据加筋土复合体中筋-土之间的基本构造，取加筋体中微段为研究对象，作用于筋材的法向应力为，筋带重量和微元体土体重量忽略不计，其微元体如图1所示，T1T2dl图1 摩擦加筋原理设拉筋与土粒之间的摩擦系数为f，筋带宽度为b。由于土的水平推力在该微元段拉筋中所引起的拉力为，。设为土粒与拉筋在该微元段上产生的总摩擦力，则有 （1-1）根据对微元体的受力分析可知，如果 （1-2）则筋土之间就不会产生相互错动，即土的推力被筋土之间的摩擦力所克服，微元体保持稳定。从式（1-1）和式（1-2）可知，拉筋材料要满足两点：一是表面粗糙，能使筋土之间产生足够的摩擦力；二是要有足够的强度和弹性模量，前者保证在筋土之间产生错动前拉筋不被拉出，后者保证拉筋的变形与土体的变形大致相同并且拉筋不被拉断。1.5.2准粘聚力原理加筋土结构可看作是各向异性的复合材料，在一般情况下拉筋的弹性模量远远大于填土的弹性模量，拉筋与填土共同工作，强度包括了填土的抗剪力、填土与拉筋的摩阻力以及拉筋的抗拉力的共同作用，使得加筋土的强度明显提高。砂土试样在单轴压力下受到压密，土样侧向在侧压力作用下发生侧向应变。若在土中布置了拉筋，由于拉筋对土体的摩擦阻力作用，当土体受到垂直应力作用时，在拉筋中将产生一个轴向力起着限制土体侧向变形的作用，相当于在土中增加了一个对侧压力的反力，从而提高了土的强度。加筋土比无加筋土强度的提高，可根据库伦理论和莫尔破坏准则来加以阐明，其无筋及加筋砂的莫尔应力圆如图2所示：1加筋土非加筋土加筋土非加筋土3fCP0图2无筋及加筋砂强度分析根据库伦理论，可知：未加筋时： （1-3）加筋后： （1-4）比较（1-3）和（1-4）两式可得： （1-5）从式（1-5）解出： （1-6）从式1-6可以看出，由于加筋的作用，原来粘聚力为零的纯砂，粘聚力提高了，说明筋条与纯砂的共同作用提高了加筋土整体的粘聚力，而此粘聚力不是纯砂本身所具有的，故称为准粘聚力理论。1.6筋土的破坏形式及破坏机理1加筋复合体主要有两种破坏型式：1）拉断破坏或断裂破坏;2）摩擦破坏或粘着破坏。复合体单元究竟发生哪一类型的破坏，这与土体、筋材本身的力学特性和相互结合情况以及所受的外力有关，对不同的加筋复合体应作具体的分析。加筋土的破坏机理为：当土体中含有加筋材料时，其强度特性将发生变化。加筋复合体受到外力变形时，由于土体的变形模量远小于加筋材料，土体将比加筋材料发生更大的变形趋势，这时加筋材料会通过对土体施加摩擦力来限制土体过分变形。下面分别讨论两种情况下加筋复合体的作用机理。1.7加筋土界面特性在土工合成材料加筋土工程中，筋材与土之间的界面特性是一个中心问题，土工合成材料与填料的界面特性直接决定加筋土工程的内部稳定性，它牵涉到土与筋材之间的接触面和剪切带，及间接影响区，它除与筋材的几何特性有关以外，还与时间和应变速率有关，也与土的性质有关，所以土工合成材料与填料的界面作用特性是非常重要的技术指标3。大量的试验表明：影响土工合成材料界面特性的因素主要有以下几个方面：（1）填土性质；（2）填土密实度；（3）作用于筋材的上覆压力大小；（4）筋材的表面粗糙度；（5）筋材的结构形式；（6）筋材刚度。 2 国内外加筋土界面试验发展状况2.1 加筋土控制沉降试验发展现状加筋土控制沉降的试验都是在软基路堤的沉降和工后沉降预测以及控制问题中开展的，大部分研究工作通过试验堤完成。铁四院对控制工期的基塘段软土地基加固方法进行了改变方法的试验研究，原设计为砂井+反压护道改变成砂井上的砂垫层内铺设两层聚丙烯编织布，并进行快速填筑试验，仅仅用43天就填到了9.2米的设计高度，后又填筑了1.5米作为超载预压。试验观测表明:路堤稳定、沉降均匀、缩短了工期、保证了铺轨。为进一步探索软土地基中铺设土工合成材料对填筑速率和路堤填筑高度的影响，铁四院在1986年黄埔港新沙港专用线进行了对比试验结果表明:天然地基铺设一层土工织物提高了路堤填筑高度约1.5米，砂井地基上铺设两层土工织物提高填筑高度2.6米。铁道部门进行了大量的试验堤的测试试验和研究:其中有观测时间长达十年之久连云港试验堤4;土工合成材料结合加速固结排水方法和地基处理方法的广珠铁路试验堤5，京九线软基路堤试验 6。国外试验堤比我国的更早，有些试验堤的观测时间长达2030年。围绕沉降计算，周境院士在该方面进行了深入全面的研究工作7:在总结和分析瑞典ska-Eddebys试验堤(Holtz et al，1972:Bjerrum，1972)、美国波士顿试验堤(MIT，1969)、加拿大Franser:试验堤(Crawford et al，1987，1991)、法国路桥研究中心(LPC)在Cubzac-les-Ponts做的试验堤等资料的基础上。总结并分析了多种因素对沉降的影响，着重论证了剪切变形对沉降的影响，且给出了相应的沉降计算公式。2.2加筋土界面试验发展状况二十世纪七、八十年代的加筋材料主要是土工布和土工织物。Juran (1998)8总结到：Holtz,R.D.(1977)设计了一种特制的直剪盒对摩擦角进行试验表明，土工布与砂土界面摩擦角与用直剪试验所得的内摩擦角相同。Myles,B.(1982)直剪试验研究表明，土工布与土界面摩擦角和土工布的类型、土的性状以及干湿条件等相关。Chandrasekaran,B.(1988)拉拔试验研究发现，棱角形砂与土工布的摩擦角随法向应力增大而减小，而且受土工布的孔径的影响，筋上界面平均摩擦角约等于三轴法测定的砂的内摩擦角。土工织物的刚度和抗拉强度随着上覆压力的增大而增大，上覆压力起到了试验时减小了试样横向收缩作用，并使应力在试样中分布变得均匀。Fabian,KJ.(1988)对织造布和针刺无纺布试样在土约束条件下进行了拉伸试验，并发现:土工织物的弹性模量因土约束作用而提高很多，法向应力增大会导致土工织物弹性模量增大，同时模量的增大与土工织物的应变成反比。另外，由于土与土工布、土工织物相互作用机理有所区别，无纺布弹性模量的增加(最高达10倍)比织造布(最高达3倍)要大得多。该阶段的研究开展的主要目标是为了搞清筋土界面拉拔机理，并涌现出一些有代表性的研究成果(Ingold,19839;Jewell,198010;Palmeira and Milligan(1989)11;Rowe(1985)12将这些研究成果进行对比研究发现由于Juran等人试验的土样的准备方法、试验次序和拉拔试验装置的尺寸等影响且其研究工作均以定性分析为基础(而不是定量分析)，难以进行比较分析。进入二十世纪九十年代，对土工织物为加筋材料的研究在不断深入，并增加了以土工格栅为加筋材料的研究成果。Cowell和Sprague(1993)用均质细纱分别进行土工格栅和土工织物的拉拔试验，并将试验结果进行对比分析发现:土工织物和土工格栅与均质细纱之间的界面摩阻力系数均在0.9-1.0之间。Chandan Ghosh & Alnit Bhasin(1996)13研制了新的拉拔试验仪器，该仪器不仅仅能考虑加筋材料端部的约束情况，主要注重研究基底刚度变化对拉拔力和拉拔位移关系的影响。研究表明:基底是柔性还是刚性对土工织物拉拔力-拉拔位移曲线的影响很小，当外载集度相同时，土工织物上的砂层厚度愈大则拉拔位移愈小。Christopher.et al.,(1990),Simac(1993)认为，土工合成材料的最小锚固长度Ia的变化范围为0.31.0m，当然实际工程中的土工合成材料锚固长度与上覆压力、加筋材料上层、下层填料土的性质及筋土界面相互作用情况等众多影响因素有关。S.S.Lin，M.C.Chen & M.Y.Cheng(1996)14根据台湾丰富红粘土上，进行土工格栅的拉拔试验结果表明:在上覆压力很小时，只要很小的拉拔位移，拉拔摩阻力即达到极大值。增加上覆压力，那么，土工格栅破坏时的拉拔位移随之增加。M.Koutsourais，D.Sandri，R.Swan(1998)15进行土工格栅和土工织物与砂性土及粘性土的直接剪切试验和拉拔试验后认为:滑动或拔出的阻力可能是众多因素(滑动、滚动、土粒之间的咬合力、土工合成材料表面光滑程度、筋材的应变值)之一或它们中的部分因素的组合。AliA.Mahmood (2000)16土工织物的强度与筋土界面的抗剪切强度有一定的关系，当土工织物的强度增加时筋土界面的抗剪切强度也随之增加。但是土工织物与填料土界面的抗剪切强度与土工织物的强度没有上述稳定关系。3加筋土试验研究方法通过实验手段，可以研究加筋体系的工作机理、破坏模式、变形及承载力等特性，通过实验过程中获得的相应实验数据，可以建立加筋土的稳定性分析方法及承载力计算理论，同时通过试验手段还可以验证加筋体系中土体与水平筋的摩擦作用、侧阻和咬合作用。常见的加筋土实验有：研究筋土界面特性的拉拔实验、直剪实验，研究加筋土体系的应力应变关系、破坏模式和承载力特性的室内三轴试验以及研究加筋土在动力荷载作用下的动三轴实验、动静载模型试验和现场实验，通过这些实验手段，结合相应的数值模拟手段可以总结分析在实际应用中加筋土体系中筋材长度、加筋层数、层间距、加筋率和筋材刚度等对实际工程的影响。因此，实验手段是研究加筋土体系不可或缺的方法。3.1 筋土界面试验特性3.1.1 加筋土的拉拔试验1 加筋材料与其周围土体之间的界面特性参数是加筋土研究和应用中最重要的设计指标之一，拉拔实验的装置见图3。在实验装置上下盒之间的试样中间，放置一水平的土工加筋材料（如土工格栅），筋材的一端自由，一端受拉。图3 拉拔试验原理 图4 拉拔力-位移曲线根据拉力和筋材位移的值，绘出拉拔力与位移关系曲线，如图4，由此可得边关摩擦系数加筋土的拉拔实验和直剪实验： （3-1）式中：F为抗拔力；B为试样的宽度；L为筋材埋入土中的长度；为垂直应力：为平均连接剪应力。相应于拉拔力的峰值和残余值，可以得到两个值。3.1.2 加筋土的直剪试验1直剪实验的原理如图5所示，实验可以得到如图6中的结果，其斜率即为摩擦系数。图5 直剪试验原理 图6 典型试验成果 （3-2）式3-1和式3-2是类似的，虽然两者的剪应力的定义稍有不同。直剪实验中的应力状态与三轴的不大一致，其滑动面如图4所示，穿过滑动面AB的所有筋材均应进入塑性状态，直至刚性滑动楔块OAB开始移动其过程如下：在筋材中产生拉应力筋材的强度损失，筋材的拉伸塑流和图的摩擦剪切面表明了破坏的特征。3.1.3 直剪试验和拉拔试验比较直剪实验中发生的一系列情况不同于加筋土的原理，在直剪开始剪切前，筋材受压，然后沿固定面的剪切改变了试样的应力分布，当应变较大时，筋材变成轻微伸长，这就是土的破坏了，但是筋材并未因拉伸而破坏，可见这不是加筋土的典型破坏机理，由此看来，直剪实验的结果不宜于用于解释加筋的原理，也不宜在此基础上建立任何理论模式，但是它可以用来求得土体与筋材之间的摩擦强度，因此仍有用处，而拉拔实验不仅可以求得两者的摩擦角，而且可以获得土与筋材之间的咬合力和剪切全过程中各个剪阻分量变化的信息，因此国内外许多学者都十分重视拉拔实验的研究，对它的影响因素和如何用于现场条件进行了深入的讨论。3.2 加筋土的本构关系试验3.2.1 加筋土的三轴试验加筋土的应力应变关系可以通过加筋土的三轴实验或平面应变实验得出。通过三轴实验可以测得加筋土的应力应变关系曲线，进而可以得出加筋土的本构模型，其加筋土的三轴实验原理如图7所示，图7 三轴试验示意图大量的三轴实验结果表明，大部分加筋砂的强度特性仍符合摩尔-库伦理论，而在强度参数上，对于双向格栅和土工网的加筋砂主要改变粘聚力分量，摩擦分量变化不大，而对经编格栅和玻纤格栅，则不仅增加粘聚力，而且也增加摩擦分量，实验还发现有约束的筋材拉伸试验与无约束的强度特性有很大差别，砂土限制了筋材的颈缩，并且比无砂土时筋材的拉伸模量大大提高了。3.2.2 加筋土的平面应变试验平面应变剪切实验中，试样不会呈单一面发生破坏，而由它测得的抗剪强度参数较大，（可以超过对称三轴的值的8%15%），变形模量E也较高。这主要是由于中主应力的影响，因为平面应变中，故三个主应力之和就比轴对称三轴实验（）的主应力之和要大。3.2.3 三轴试验和平面应变试验比较关于轴对称三轴实验与平面应变实验，从工程受力情况来看，在岩土工程中，平面应变的受力远比三轴实验的轴对称受力情况更为普遍，但由于平面应变实验技术的复杂性，故工程中大都采用轴对称三轴实验来了解土的性状，并依次确定计算参数，但这种情况是偏安全的。3.3 加筋土动力实验3.3.1加筋土动三轴试验采用双压力室饱和土动静三轴测试系统，进行循环荷载下加筋土的三轴试验。根据目前我国公路现场实测路基动应力资料，以及动应力在路堤中的衰减规律，确定对应不同深度加筋单元体的动应力水平，施加的循环荷载幅值一般介于1080kPa，波形一般采用等幅正弦波和单向脉冲波形加载， 荷载采用频率一般为1、2、4、5、10 Hz用以模拟不同的行车速度。 考虑到试样的尺寸效应， 筋材一般选用0.4-0.8mm厚聚乙烯硬塑料板等材料模拟实际加筋材料，筋材布置方式一般采用13层满布加筋或非满布加筋形式。通过对动三轴试验数据整理分析， 可以得到循环荷载下加筋土的动强度及变形特性。3.3.2加筋土动载模型试验加筋土动载模型试验一般是在综合分析我国公路现场实测路基动应力统计数据基础上，考虑相似模型比例，确定施加的动荷载类型、幅值、荷载频率。将汽车轮胎与路面的接触情况进行必要简化，在土体顶面布置双圆或双矩形板加载板来模拟双轮接地作用，由荷载作动器产生荷载作用于梁上，然后传递到加载板上。采用伺服控制循环加载模型试验系统模拟不同行车速度的交通荷载，一般采用的动荷载幅值为1080kPa、荷载频率为3-15HZ，采用等幅正弦波和接近实测动应力的单向脉冲等自定义波形加载。在筋材侧面和土体内部埋设微型动土压力传感器、水平筋上粘贴动应变计，在土体顶面及周边不同部位布置位移计及加速度传感器；在试验过程中连续量测动土压力、筋条拉力、竖筋的侧压力变化、沉降及各点的水平位移、加速度响应，同时观察加筋土体整体失稳情况。通过动载模型试验,可以获得加筋路堤的变形特性与应力分布规律，观察失稳形态。3.4 加筋土其他相关试验3.4.1 加筋土大型位移剪切试验 加筋土大型位移剪切试验装置如图8所示:剪切盒的下部一般为压实粘土,上部为一个300mm300mm试验块,它在膜上滑动的最大位移可达300mm。图8 大型位移剪切试验示意图大型位移剪切试验可以得到残余状态,以求得粘土与膜的光滑表面之间的残余强度,大型位移剪切试验对其他土工材料界面也是适用的。3.4.2 加筋土的离心模型试验离心模型试验就是将加筋土的尺寸缩小到1/n,同时利用离心机产生ng的重力加速度,来消除尺寸效应.当加筋土原型尺寸与模型尺寸之比为n时,离心机产生的加速度为: (3-3)式中,Lp为原型尺寸;Lm为模型尺寸;g为重力加速度,这样在保证加筋土原型与模型几何相似的前提下可保证它们的力学特性相似,应力应变相同,变形相似。离心机试验在加筋土工程中已有应用,可以用来研究挡土墙或者加筋土体与筋材之间的相互作用,在离心机运行的过程中环可以模拟加筋土的施工过程。3.5加筋土试验的关键加筋土试验中填土的密实度控制是加筋土试验成败的关键，因为加筋作用主要包含筋材与填土间的摩擦作用和侧阻作用，如果密实度得不到保证，筋材的侧阻作用就很难发挥。故在试验中，应分层填土后用微型振捣器按统一标准振捣；当整个加筋体系模型布设好后，按照统一标准用预制专用模具进行预压，通过预压荷载与预压沉降值检验和控制加筋土试样的密实度。同时，应保证每组试验的实际密实度与方案设计值基本一致，以降低试验数据的离散性。3.5加筋土试验存在的不足近些年来围绕不同目标，己经开展大量的加筋土试验，并有丰富的试验成果。从己有的成果看，无论从试验仪器的研制还是加筋土实验模型的建立及其工程应用等诸方面对加筋土的研究已经相当深入。但是考虑试验装置尺寸效应、加筋情况和拉拔力估算方法的测试方法至今尚未建立Hidetoshi Ochiai(1996)17。又加上筋土界面的相互作用非常复杂，目前尚无大家普遍认同的理论方法，原因在于筋土的相互作用问题受如下众多因素影响: 1）土体性质问题18，包括土体的各向是否同性、土体的结构性即原状土与扰动土的区别;试验用土的物理力学性质和状态指标区别，如土体的含水量、密实度、粒径级配等。2）土工合成材料种类及性质问题，由于土工合成材料种类繁多，如土工格栅、土工织物、土工膜等不同种类的土工合成材料之间的性质相差甚远，即使是相同种类的土工合成材料，还会因为存在构型的不同导致性质的差异，而影响到筋土相互作用性质，土工格栅的构型对筋土界面相互作用影响程度尤为突出。3）测试方法的区别，总体而言，根据筋土界面相互作用特征19，测试方法可分为拉拔试验与直接剪切试验之分;这两类试验均可分为应力控制式与应变控制式之分，直接剪切试验又可分为端部固定与自由之分 20;4）试验条件:不同尺寸的试验装置，会导致不同的边界效应。5）测试结果仅仅能反映筋土界面相互作用的极限状态特性，工作应力状态下筋土界面相互作用的工作性状难以考虑准确。 4. 总结4.1加筋土试验的工程意义及理论价值:土工合成材料的用量日益增多，对于工程实践而言，筋土相互作用参数的合理确定对加筋土结构的工程质量有至关重要的作用，因此，筋土参数测定及其工程力学特性的了解是非常重要的，其主要意义有以下几点：1) 验证加筋土结构中加筋的有效性：根据试验结果，研究加筋土的工作机理，研究加筋体系对加筋结构稳定性及承载力的贡献，验证加筋的效果；2）揭示 H-V加筋路堤的作用机理及破坏模式：根据试验结果，分析加筋结构中土颗粒运动轨迹、破裂面产生与扩展规律及加筋路堤的渐进破坏特性，揭示加筋体系下的作用机理及破坏模式；3) 揭示筋土界面影响因素对筋土界面相互作用参数和力学性质的影响规律；4）建立加筋土结构的稳定性分析方法及承载力计算理论：根据试验确定极限承载力与筋材的布置、筋材的物理力学参数、填土的物理力学指标、土-筋间界面参数及路堤几何参数的关系表达式，建立加筋土结构体系的稳定性分析方法及承载力计算理论。5）为工程设计提供计算参数和理论支撑。4.2加筋土试验的展望:尽管加筋土试验在近年来有了很大的发展，但是当前的加筋土试验都是在宏观尺度把握加筋体系的性能，同时大多数加筋土试验都是静载试验，故今后的加筋土试验的主要发展方向在以下两个方面：1）加筋土结构的动强度与变形特性试验，以确定加筋体系在不同循环应力比、不同频率等循环荷载作用下动应力-应变关系、不同加筋方案的动弹模和阻尼比、加筋层数与竖筋高度对土动力特性的影响、不同工况下加筋土单元体的动强度与破坏形态。2）加筋土的细观作用机理试验，通过显微数字摄像可视化跟踪技术与数字图像变形量测技术，摄录、分析破裂面的出现与扩展规律；根据数字图像变形量测结果，分析加筋土结构细观力学机理。 参考文献1包承纲. 土工合成材料应用原理与工程实践M.北京:中国水利水电出版社,20082张茹，何昌荣，谢嘉琼，潘俊英，余建华，土工合成材料加筋土拉拨试验研究.四川水力发电,2002,21（1）：87-933孙训海，土工合成材料界面特性研究：硕士学位论文，天津；天津大学，20054赵九斋，连运港路基沉降研究，岩土工程学报2000(6)，P643-6495杜文山，李小和，深厚层软基路堤控制后期沉降的固方法的研究，铁道部研究项目，铁道部第四勘测设计院，武汉，1998，126乔正寿，京九铁路孔九段严家闸软土路堤填筑试验总报告，铁道部科研课题研究报告，铁道部第四勘测设计院武汉1995.57周镜，岩土工程发展的思考，铁道建筑技术2000，No.2，P.l-28Juran,1.;Knoehenmus,G.;Aear,Y.B.e Arman,A.(1988).Pull-out response of geotextile and geogrids.Proc.of SymP. 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