第３４卷第３期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ。Ａｒｃｈｉ土木ｔｅｃｔ建筑与环境ｕｒａｌ＆Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ工程 Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．３４ ＮＯ．３ ２０１２年６月 Ｊｕｎ．２０１２ 土工格栅一黏性土界面特性的拉拔试验分析 肖成志 ，冯晓静。 （１．河北ｘ－业大学河北省土木工程技术研究中心天津３００１３２； ２．大连交通大学交通运输工程学院辽宁大连１１６０２８） 摘 要：筋一土界面特性是影响加筋土结构性能的重要因素之一，利用中型拉拔模型试验分析了界 面正应力和黏性土含水量对格栅一黏性土界面相互作用特性的影响，试验结果表明黏性土含水量对 格栅极限抗拔力、界面黏聚力和摩擦系数影响明显。不同界面正应力下格栅极限抗拔力在含水量 较小时差别显著，随着黏性土含水量增加，格栅极限抗拔力和界面摩擦系数呈现减少趋势，而筋一土 界面间黏聚力先增大后减小，且当含水量达到塑限含水量时，三者均趋于稳定。格栅抗拔力一位移 曲线均经历线性和非线性增加以及拉拔极限阶段，并随含水量增加，抗拔力一位移曲线由线性增长 向极限状态发展的中间阶段逐渐缩短。在拉拔最大载荷下持续一段时间后卸载，发现格栅的横肋 应变有增大的趋势，而纵肋应变呈现减小的趋势。 关键词：土工格栅；筋一土界面特性；拉拔试验；黏性土 中图分类号：ＴＵ４７６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—４７６４（２０１２）０３—００４７～０５ Ｐｕｌｌｏｕｔ－ｔｅｓｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｇｅｏ￣ｄ ａｎｄ Ｃｌａｙ ＸＩＡＯ Ｏｈｅｎｇｚｈｉ ，ＦＥＮＧ Ｘｉａｏｊｉｎｇ。 （１．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１３２，Ｐ．Ｒ Ｃｈｉｎａ； ２．Ｔｒａｆｆｉｃ＆Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｓｃｈｏｏｌ，Ｄａｌｉａｎ ＪｉａｏＴｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ １１６０２８，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｇｅｏｇｒｉｄ ａｎｄ ｓｏｉｌ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｉｓｓｕｅｓ ｏｎ ｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ— ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｓｏｉｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｇｅｏｇｒｉｄ—ｃｌａｙ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｏｒｍａｌ ｓｔｒｅｓｓｅｓ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｃｌａｙ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｂｙ ｍｅｄｉｕｍ－ｓｉｚｅｄ ｐｕｌｌｏｕｔ ｔｅｓｔｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｐｕｌｌｏｕｔ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｇｅｏｇｒｉｄ，ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｃｏｈｅｓｉｏｎ ａｎｄ ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｅｄ ｂｙ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｏｆ ｃｌａｙ．Ｕｌｔｉｍａｔｅ ｐｕｌｌｏｕｔ ｆｏｒｃｅ ｏｆ ｇｅｏｇｒｉｄ ｔｅｎｄｓ ｔｏ ｂｅ ｒｅｍａｒｋａｂｌｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｗｈｅｎ ｓｕｂｊ ｅｃｔｉｎｇ ｔｏ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎｏｒｍａ１ ｓｔｒｅｓｓｅｓ ａｔ ａ ｌｏｗｅｒ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ．Ａｎｄ ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ，ａｎｄ ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ ｃｏｈｅｓｉｏｎ ｈａｓ ａ ｔｅｎｄｅｎｃｙ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ａｆｏｒｅｍｅｎｔｉｏｎｅｄ ｔｈｒｅｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｃａｎ ｋｅｅｐ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｗｈｅｎ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ｃｌｏｓｅ ｔｏ ｖａｌｕｅ ａｔ ｐｌａｓｔｉｃｉｔｙ ｌｉｍｉｔ．Ｔｈｅ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｌｏａｄ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｐｏｓｓｅｓｓ ｔｈｒｅｅ ｓｔａｇｅｓ：ｌｉｎｅａｒ ｉｎｃｒｅａｓｅ，ｎｏｎ—ｌｉｎｅａｒ ｉｎｃｒｅａｓｅ ａｎｄ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｐｕｌｌｏｕｔ．Ａｓ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｓｔａｇｅ ｉｓ ｎｏｔ ｃｏｎｓｐｉｃｕｏｕｓ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｔ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｇｅｏｇｒｉｄ ｓｔｒａｉｎｓ ｉｎ ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ ｒｉｂｓ ｔｅｎｄ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｂｕｔ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｉｎ ｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌ ｒｉｂｓ ｗｈｅｎ ｌａｓｔ ｌｅｖｅｌ ｌｏａｄ ｉｓ ｋｅｐｔ ｆｏｒ ｇｉｖｅｎ ｈｏｕｒｓ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｕｎｌｏａｄｉｎｇ ｐｕｌｌｏｕｔ ｆｏｒｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｅｏｇｒｉｄ；ｇｅｏｇｒｉｄ—ｓｏｉｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｐｕｌｌｏｕｔ—ｔｅｓｔ；ｃｌａｙ 收稿日期：２０１０—１０—２０ 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０９０９０３２）；河北省自然基金资助项目（Ｅ２００９００００５４）；中国博士后基金资助项 目（２。０７Ｏ４２Ｏ８Ｏ７）；河北省科技厅科技攻关项目（０７２１５６１３０） 作者简介：肖成志（１９７６一），男，博士，副教授，主要从事土工合成材料及其加筋结构特性方面的研究，（Ｅ—ｍａｉｌ）ｘｉａｏｃｈｅｎｇ— ｚｈｉ２＠ｓｉｎａ．ｅｏｍ。 ４８ 土木建筑与环境工程 第３４卷 筋～土界面相互作用特性研究一直是加筋土领 域内的热点之一。研究人员借助直剪或拉拔试验对 具有较大内摩擦角和良好排水性能的粒状土与筋材 间的界面作用机理进行了研究。如Ｓｃｈｌｏｓｓｅｒ等口］ 首先采用三轴直剪试验研究金属条加筋砂土。随 后，国内外针对筋材一填料的界面作用特性的试验研 究主要涉及的为砂土和碎石土，筋材主要是土工织 物或土工格栅 ］，这些试验结果表明筋材抗拔阻力 主要由筋一土界面摩阻力和土对格栅横肋的阻力构 成，且筋材变形较小时界面摩擦力即达到峰值，进而 随格栅变形的增大，其横肋阻力逐渐增加并最终承 担大部分格栅加筋承载拉力。近些年来，随着加筋 结构广泛用于公路软基处理、港口岸墙和堤坝等加 固结构中，而且一些实际工程受地域条件限制，采用 黏性土作为回填料的加筋土结构工程日益增多。因 此，研究筋材与黏性土之间的界面相互作用特性就 显得尤为重要。Ｂｅｒｇａｄｏ＿６ 试验指出钢制格栅在风 化黏土中的抗拔性能主要受筋材的横肋影响。Ｃｏｌ— ｌｉｎｌ７ 现场试验指出当黏性土中含水量变大时，筋一土 界面黏结效果明显下降。ＭｏｈｉｕｄｄｉｎＬ８］通过室内和 现场拉拔试验分析了筋材在黏性土体中的抗拔机 理，筋材抗拔力受界面法向荷载力与筋材长度的影 响明显。Ｍｕｒａｄ等 基于室内、外拉拔试验得出适 当控制黏性土回填料的含水量时，黏性土与筋材之 间也能提供合适的抗拔阻力。张波［１ 、冯晓静＿１１］基 于拉拔试验指出，采用黏性土为填料时筋一土剪切性 能不良且水稳定性较差，当采用高液限黏性土为回 填料时，应降低接触面设计强度指标。本文拟通过 中型拉拔仪详细分析黏性土含水量和界面法向应力 对格栅一黏性土界面相互作用的影响。 ｌ 格栅一黏性土界面特性的拉拔试验 １．１拉拔试验仪 图１所示的格栅一黏性土界面特性的拉拔仪采 用中型直剪设备改装而成，该装置主要由模型槽和 应变控制式水平加载系统组成。模型槽的长、宽和 高分别为１００、４０、５０ ｃｍ，采用厚１ ｃｍ的钢板焊接 而成，四周用三角钢进行加固，且靠近加载端的挡板 上预留宽和高分别２０、１ ｃｍ的槽口。模型槽上部有 反力架，筋一土界面正应力通过安放在刚性钢板上的 千斤顶施加，并通过压力传感器获取压力值。千斤 顶加载能力为１０ ｔ。另外，应变控制式水平加载拉 伸系统由传力齿轮组、滑道、水平加载杆与夹具等构 成。格栅水平纵向的拉拔力通过恒定的齿轮转速提 供，并在水平加载杆上安装了高灵敏度拉力传感器 来读取瞬时拉拔力大小。 １．反力架；２．千斤顶；３．压力传感器；４．应变计；５．试验箱；６．承压板；７土料 ８．夹具；９．筋材；１０．电感位移计；１１拉力传感器 图１ 筋一土界面拉拔试仪 １．２拉拔试验中格栅夹具 为了避免拉拔试验中夹具与格栅之间产生滑 移，采用专门制作防滑且方便的夹具与格栅连接，如 图２所示。为了防止因夹具刚度过大而对土工格栅 材料产生严重地损害，试验时需要在格栅与夹具之 间放置一层柔性橡胶。 一■ （ａ）平面图 （ｂ）侧面图 ■■ （ｃ）拉拔夹具 （ｄ）整体图 图２拉拔试验中格栅夹具图 １．３黏性土工程特性 试验采用的黏性土经烘干、碾散后进行筛分处 理，其黏性土的物理性质指标如表１所示。此外，为 了研究黏性土的抗剪强度随含水量的变化，针对试 验所用的黏性土进行了不固结不排水试验，获得了 不同含水量时填土的抗剪强度指标，如图３所示。 表１黏性土物理性质指标 由图３可知，黏性土的内摩擦角和黏聚力受含 水量变化的影响明显，而格栅加筋结构内部稳定性 主要依靠筋一土界面相互作用，因此，有必要进行格 栅一黏性土界面作用特性的试验研究。 第３期 肖成志，等：土工格栅一黏性土界面特性的拉拔试验分析 ６０ ５Ｏ ４ｏ ４９ ３５ ３０ ２格栅一黏性土界面拉拔试验结果 ２．１ 黏性土含水量对筋材极限抗拔力Ｐ 的影响 ２５ ｚｏ ３０— 图５所示为两种界面正应力作用下格栅极限抗 拔力Ｐ 与抗拉强度Ｆ 比值随黏性土含水量的变化 趋势图。由图可知，总体上格栅极限抗拔力随黏性 土含水量增加而呈现逐渐减少的趋势，并最终趋于 平稳，且当含水量相对较低时（如低于２５ ），极限 抗拔力随界面正应力的增加而明显增大，当含水量 誊１５ 翟ｌＯ ５ ２Ｏ １Ｏ ０ ０ ５ ｌ０ ｌ５ ２Ｏ ２５ ３Ｏ ３５ ４０ ４５ ５Ｏ 黏性土含水量 图３ 黏性土抗剪强度指标随含水量的变化关系 １．４土工格栅材料性质及其应变测试 试验筋材采用ＨＤＰＥ材质的ＥＧ９０Ｒ单向土工 格栅，其单位面积质量为０．６０ ｋｇ／ｍ ，抗拉强度Ｆ 为８８ ｋＮ／ｍ，格栅在应变为２ 和５ 时所对应的抗 拉力分别为２３．７、４５．２ ｋＮ／ｍ。格栅长度为 １１０ ｃｍ，其中９０ ｃｍ长度的格栅埋置填料内，加载端 伸出槽外的部分２０ ｃｍ。格栅宽度约１３．４ ｃｍ，包含 ６根纵肋，如图４所示。格栅两根横向肋条之间分 别埋设３个相对位移计和３个应变计，测试拉拔试 验中筋一土间的相对位移及格栅的应变值，三个测试 点距离模型槽加载端面板距离Ｄ分别约为２５、５０、 ７５ ｃｍ 图４格栅变形测试图 １．５格栅一黏性土界面特性试验 为了对比分析黏性土含水量对筋一土界面特性 的影响，试验采用的界面正应力分别为３０、６０ ｋＰａ 时，试验分析了黏性土含水量分别为１６ 、２２ 、 ２５ 、２７ 、２９ 和３５ 时格栅一黏性土界面特性。 为了获得不同含水量的黏性土，将计算所需要水量 通过喷壶逐步加入到土中，并在喷水过程中均匀地 翻动土体，使土样的含水量均匀。每次配制好一组 试验的填料后，用塑料薄膜盖上并将填料置于温室 下放置２４小时后分层回填压实，直到预定铺设格栅 层的高度。为了确保获得准确的回填料含水量，需 要在铺设层附近取土进行含水量测试，然后铺设带 有贴好应变片的格栅，并将导线引出以便测试。随 后将格栅上铺设土体并压实，上层覆土厚为３０ ｃｍ。 界面正应力通过千斤顶置于顶层的钢板进行加载获 得，匀速加载速度约为１ ｍｍ／ｍｉｎ。 在该范围内持续增加时，筋材极限抗拔力显著减小， 并且界面正应力较大时，极限抗拔力下降幅度越明 显。当含水量大于２５ 而小于黏土塑限值时，格栅 极限抗拔力随含水量增加呈现一定波动，但总体变 化趋于缓和，且随着含水量增加并接近黏性土塑限 含水量时，二者之间格栅极限抗拔力趋于平稳且大 致相同，表明当含水量增加到一定程度后，筋材极限 抗拔力受界面正应力影响不明显。 图５ Ｐｕ／Ｆｕ随黏性土含水量的变化曲线 ２．２黏性土含水量对筋一土界面摩擦特性的影响 筋土界面拉拔系数是反映加筋效果和工程设计 的重要参数，而目前规范涉及回填料材料通常为颗 粒料如砂性土等，对筋材与黏性土界面的摩擦系数 涉及极少。当前，国内公路土工合成材料应用技术 规范针对筋一土界面摩擦系数的表达形式为＿１。］ ｚ Ｋ 一！ｘｐｏ ｔａｎ 翌！ｇ ｆ１、 … ｓ 式中： 为格栅与填料间界面摩擦角（。）； 为填料 的内摩擦角（。）；Ｋ。。为筋一土界面的摩擦系数。 另外，反映界面抗剪强度的 公式为 ｒ。ｇ—Ｃ ｇ＋ ｔａｎ ｇ （２） 式中：Ｃ 为筋一土界面的黏聚力，ｋＰａ； 为界面间的 正压力，ｋＰａ；其它符号与上同。 结合式（１）和式（２），针对在不同筋一土界面法向 荷载作用下，格栅极限抗拔力受黏性土含水量的影 响，进而得到不同黏性土含水量下拉拔试验中界面 的抗剪强度参数值，并整理得界面间摩擦系数和内 ５０ 土木建筑与环境工程 第３４卷 摩擦角随黏性土含水量变化的影响，如图６所示。 由图可知，随着黏性土含水量的增加，筋一土界面间 摩擦系数Ｋ 。（或内摩擦角 ）出现先减少，随后出 现略微增大的趋势，且在含水量趋于黏性土塑限含 水量时达到稳定；而界面间黏聚力Ｃ 随着黏性土含 水量的增加先增大后减小，在黏性土达到最佳含水 量附近时达到峰值。 结合图５和图６可知，格栅极限抗拔力、界面摩 擦系数Ｋ 。和黏聚力Ｃ 在黏性土含水量达到塑限 值后均趋于稳定，且界面拉拔系数Ｋ。。几乎为零。 因此，界面抗剪强度主要由界面黏聚力Ｃ。 提供。且 界面摩擦系数在黏性土接近最佳含水量时最小，此 时格栅抗拔力主要由筋一土界面间的黏聚力提供。 鬟 斟 一 Ⅲ．ｚ尊 ∞ ∞ ∞ ：。ｍ ５ ０ 图６ 黏土含水量对界面抗剪强度参数的影响 ２．３格栅抗拔力一位移关系曲线 图７所示为格栅抗拔力与位移之间的关系曲 线。由图可知，不同黏性土含水量时，拉拔位移和抗 拔力曲线均表现出拉拔位移随着拉拔力增加而增 大，总体上抗拔力一位移曲线主要呈现３个变形阶 段：第１阶段为线性增加阶段，该阶段拉拔位移较 小，各个含水量阶段的抗拔力一位移曲线几乎重合， 且主要是加载初期的格栅一土体相互咬合阶段。此 外，随着黏性土含水量增加，曲线斜率略有下降，表 面界面刚度系数随含水量增加呈下降趋势；第２阶 段呈现非线性增加趋势，随着荷载增加，界面土体开 始由加载端向后逐渐传递荷载，且部分界面土体屈 服导致该阶段内筋材拉拔力的增长速度逐渐降低， 并随着界面位移达到一定变形量后，格栅抗拔力趋 于稳定。随着载荷持续增加，格栅抗拔力由稳定阶 段会达到某一极限值，随后会出现界面失效，位移突 然增加，即抗拔力达到极限的第３个阶段。 由图７可知，随着黏性土含水量变化，荷载一位 移曲线在各个阶段上略有不同，当含水量增加到一 定程度后，曲线上非线性增加阶段持续时间缩短，表 明含水量增加软化了界面间作用效果，使筋材在较 短时间内达到了拉拔极限荷载。总体上不同含水量 下格栅极限抗拔力约为其抗拉强度的４０％～６０ 。 ０ ５ １０ １５ ２０ ２５ ３０ ３５ ４０ ４５ ５０ ５５ ６０ ６５ ７０ ７５ 位移／ｍｍ 图７格栅抗拔力与位移关系曲线 ２．４拉拔试验中格栅的荷载一应变曲线 图８和图９分别给出了２种含水量（１６ 和 ２９ ）下考虑格栅纵向和横向肋条上距离加载端面 板不同距离点的荷载一应变曲线。 ｉ 翥 ｝超 格栅应变 （｝））ｃｏ＝２９％ 图８格栅纵肋的载荷一应变关系 （Ｄ为距加载端面板的距离） 由图８和９可知： １）不同黏性土含水量时格栅横肋和纵肋的荷 载一应变曲线具有基本相同的变化趋势，格栅横肋与 纵肋测点应变非常接近，表明随着含水率的增加，格 栅与纵横肋的摩擦作用减弱，致使在加载端力逐渐 向后传递，而纵肋应力变化并不大。 ２）相同条件下距离加载端面板距离越近，格栅 应变越大，格栅应变随着距离加载端面板距离的增 第３期 肖成志，等：土工格栅一黏性土界面特性的拉拔试验分析 加而逐渐减少，表明格栅沿长度方向受力不均匀。 昌 ● Ｚ 乔 牲 格栅应变 （ａ）∞＝ｌ６％ 格栅应变 ｆｂ、∞＝２９％ 图９格栅横肋的载荷一应变关系曲线 （Ｄ为距面板的距离） ２．５土体中格栅应变随时间的变化 为了分析土体中格栅应变随时间的变化，当施 加拉拔力并使格栅应变达到约２ 时，停止加载，对 格栅进行约１００ ｈｒ的持续观测，其格栅应变随时间 （对数坐标）变化关系如图１Ｏ所示。由图可知：卸载 运 枣 鞋 时间，ｈｒ ｆｂ）纵肋 图１０土体中格栅应变随时间的变化 后格栅横肋应变随时间有增大趋势，而格栅的纵向 肋条应变呈现减小的趋势。出现这种现象的原因在 于当格栅处于拉拔状态时，格栅网孔内土体短时间 内无法完成应力重新分布，导致格栅横肋此时所受 阻力相比较大，从而引起横肋应变增加。 ３ 结 论 利用中型拉拔仪对格栅一黏性土界面特性进行 了试验研究，并分析了界面正应力和黏性土含水量 等因素对格栅一黏土界面特性的影响。 １）不同界面应力作用下格栅极限抗拔力随黏性 土含水量增加而逐渐减少，且格栅极限拉拔力在黏 性土含水量较小时相差很大。而当黏性土含水量达 到塑限值时，极限抗拔力趋于稳定。 ２）格栅～黏性土界面上的黏聚力和摩擦系数随 土体含水量变化差异明显，黏聚力随含水量增加出 现先增大后减小的趋势，而摩擦系数随着含水量的 增加呈现先减小后，随后略微增大的趋势并最终在 含水量趋于黏性土塑限含水量时达到稳定。 ３）格栅抗拔力一位移曲线变化总体上相同，均呈 线性增加、非线性变化阶段和拉拔极限阶段，但随着 黏性土含水量的增加，二者关系曲线中从线性增长 向极限状态发展的中间阶段逐渐不明显。 ４）持续加载达到一定应变后卸载，由于界面处 应力重新分布的滞后性，格栅横向方向肋条的应变 有增大的趋势，而格栅纵肋应变呈现减小的趋势。 参考文献： ［１］王钊．国外土工合成材料的应用研究［Ｍ］．香港：现代 知识出版社，２００２． ［２］Ｈｏｌｔｚ Ｒ Ｄ．Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｔｕｄｉｅｓ ｏｆ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｅａｒｔｈ ｕｓｉｎｇ ａ ｗｏｖｅｎ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ｆａｂｒｉｃｓ［Ｃ］／／Ｐｒ０ｃｅｅｄｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｏｎ ｔｈｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｆａｂｒｉｃｓ ｉｎ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃｓ． Ｐａｒｉｓ，１９７７：１１３—１１７． ［３］Ｍｙｌｅｓ Ｂ．Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ｆａｂｒｉｃ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｓｈｅａｒ［Ｃ］／／Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ２ｎｄ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓ．Ｌａｓ Ｖｅｇａｓ，ＵＳＡ，１９８２：７８７—７９２． ［４］吴景海，陈环，王玲娟，等．土工合成材料与土界面作 用特性的研究ｌ－Ｊ］．岩土工程学报，２００１，２３（Ｉ）：８９— ９４． ＷＵ Ｊｉｎｇｈａｉ，ＣＨＥＮ Ｈｕａｎ，ＷＡＮＧ Ｌｉｎｇｊｕａｎ，ｅｔｃ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｓｏｉｌ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓ［Ｊ］． ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌ ｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００１，２３（１）： ８９—９４． （下转第８３页） 第３期 成飞飞，等：土方作业设备管理虚拟施工模型及仿真分析 ８３ ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｅａｒｔｈｗｏｒｋ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｒｏａｄ ［Ｊ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２００４，１３（２）：２２５— ２３９． ｄｅｓｉｇｎ ｕｓｉｎｇ ｍｉｘｅｄ ｉｎｔｅｇｅｒ ｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ［Ｊ］． Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２０１１，２１５ （２）：４７０—４８０． ［９］Ｖａｎ Ｔ Ａｎｔｈｏｎｙ Ａ，Ａｂｏｕｒｉｚｋ Ｓ Ｍ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｈｒｏｕｇｈ ｂｅｌｉｅｆ ｎｅｔｗｏｒｋｓ［Ｊ］． Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ａｎｄ Ｔｈｅｏｒｙ．２００６，１４ （５）：６１４－６４０． ［５］Ｗａｒｒｅｎ Ｌ Ｔ，Ｅｇｂｅｌｕ Ｐ Ｊ，Ｓａｒｋｅｒ Ｂ Ｒ，ｅｔ ａ１．Ｍｅｔａｈｅｕｒｉｓｔｉｃｓ ｆｏｒ ｐｒｏｊｅｃｔ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ：Ａ ｓｔａｔｅ－ｏｆ－ｔｈｅ－ａｒｔ ｒｅｖｉｅｗ ｒＪ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，２０１１，２０（５）：４９１— ５０５． ［１ｏ］ＨＯＮＧ ｚ．Ｍｕｌｔｉ—ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ－ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｅａｒｔｈｍｏｖｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ＥＪ］．Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ， ２００８，１８（１）：７９－８６． ［６］Ｍａｒｚｏｕｋ Ｍ Ｍ，Ｏｍａｒ Ｏ Ａ，Ａｂｄｅｌ Ｈ Ｍ Ｓ，ｅｔ ａ１．Ａｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ－ｂａｓｅｄ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｏｆ ［１ １］Ｊｅｎｓｅｎ Ｋ．Ｃｏｌｏｕｒｅｄ ｐｅｔｒｉ ｎｅｔｓ：ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔｓ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｕｓｅ－Ｖｏｌｕｍｅ ２：ｂａｓｉｃ ｃｏｎｃｅｐｔｓ ｌｏｗ－ｉｎｃｏｍｅ ｈｏｕｓｉｎｇ ｐｒｏｊ ｅｃｔｓ ＩＪ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｒｅｓｅａｒｅｈ，２Ｏ１０，１（４）：２９１－３００． ［Ｍ］．Ｓｐｒｉｎｇｉｅｒ—Ｖｅｒｌａｇ．１９９７． ［１２］Ｖａｎｄｅｒ Ａ Ｗ Ｍ Ｐ．Ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｅｔｒｉ ｎｅｔｓ ｔｏ ［７］ｗｕ Ｉ Ｃ，Ｂｏｒｒｍａｎｎ Ａ，Ｅｒｔ Ｕ，ｅｔ ａ１．Ｂｒｉｄｇｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｓｃｈｅｄｕｌｅ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｐａｔｔｅｒｎ－ｂａｓｅｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ—ｂａｓｅｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗｏｒｋｆｌｏｗ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ， Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ，１９９８，８（１）：２１—６６． ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，２０１０，２４（４）： ３７９—３８８． ［１３］Ｚｉｍｍｅｒｍａｎｎ Ｈ Ｊ．模糊集合论及其应用［Ｍ］：４版．北 京：世界图书出版公司，２０１１． ［８］Ｎａｖｏｎ Ｒ，Ｇｏｌｄｓｃｈｍｉｄｔ Ｅ，Ｓｈｐａｔｎｉｓｋｙ Ｙ．Ａ ｃｏｎｃｅｐｔ ｐｒｏｖｉｎｇ ｐｒｏｔｏｔｙｐｅ ｏｆ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｅａｒｔｈｍｏｖｉｎｇ ｃｏｎｔｒｏｌ （编辑 胡 玲） （上接第５１页） ［５］闫澍旺，ＢＥＮ ＢＡＲＲ．土工格栅与土相互作用的有限元 分析Ｉ－ｊ］．岩土工程学报，１９９７，１９（６）：５６—６１． ＹＡＮ Ｓｈｕｗａｎｇ，ＢＥＮ Ｂａｒｒ．Ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ ｏｆ ｓｏｉｌ—ｇｅｏｇｒｉｄ ｉｎｔｅｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｏ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓ ａｎｄ ｍａｒｇｉｎａｌ ｃｏｈｅｓｉｖｅ ｓｏｉｌｓ ｆｒｏｍ ｐｕｌｌｏｕｔ ｔｅｓｔｓ［Ｃ￣／／Ｇｅｏ Ｊｏｒｄａｎ ２００４．Ｊｏｒｄａｎ， ２００４，ＡＳＣＥ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉａｌ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ，２９９－３０９． ［１０］张波，石名磊．粘土与筋带直剪试验与拉拔试验对比分 析［Ｊ］．岩土力学，２００５，２６（５）：６１－６４． ＺＨＡＮＧ Ｂｏ，ＳＨＩ Ｍｉｎｇｌｅｉ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｄｉｒｅｃｔ ｓｈｅａｒ ｐｕｌｌｏｕｔ ｂｅｈａｖｉｏｕｒ ｏｆ ｇｅｏｇｒｉｄｓ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，１９９７，１９（６）：５６—６１． ［６］Ｂｅｒｇａｄｏ Ｄ Ｔ，Ｈａｒｄｉｙａｔｉｍｏ Ｈ Ｃ，Ｃｉｓｎｅｒｏｓ Ｃ Ｂ，ｅｔ ａ１． Ｐｕｌｌｏｕｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｓｔｅｅｌ ｇｅｏｇｒｉｄｓ ｗｉｔｈ ｗｅａｔｈｅｒｅｄ ｃｌａｙ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｐｕｌｌｏｕｔ ｔｅｓｔ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｌａｙ ａｎｄ ｇｅｏｔｅｘｔｉｌｅ［Ｊ］． Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，２００５，２６（５）：６１－６４． ａｓ ｂａｃｋｆｉｌｌ ｍａｔｅｒｉａｌ［Ｊ］．Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ， １９９２，１５（１）：３３—４６． ［１１］冯晓静．格栅加筋黏土结构的试验研究及稳定性分析 ［Ｄ］．大连：大连理工大学，２００９． ［１２］中华人民共和国行业标准编写组．ＪＴＪ／Ｔ０１９－－９８公路 ［７］Ｃｏｌｌｉｎ Ｊ Ｇ． Ｅａｒｔｈ ｗａｌｌ ｄｅｓｉｇｎ［Ｄ］． Ｂｅｒｋｅｌｅｙ： Ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡ，１９８６． 土工合成材料应用技术规范Ｅｓ］．北京：人民交通出版 社，１９９９． ［８］Ｍｏｈｉｕｄｄｉｎ Ａ．Ａｎａｎｙｓｉｓ ｏｆ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ａｎｄ ｆｉｅｌｄ ｐｕｌｌ—ｏｕｔ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ｇｅｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃｓ ｉｎ ｃｌａｙｅｄ ｓｏｉｌｓ［Ｄ］．Ｂａｔｏｎ： Ｌｏｕｉｓｉａｎａ Ｓｔａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＵＳＡ，２００３． （编辑胡 玲） ［９］Ｍｕｒａｄ Ｙ Ａ，Ｆａｒｒａｇ Ｋ，Ｉｚｚａｌｄｉｎ Ａ，ｅｔ，ａ１．Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ