碳纤维加筋土静动力特性试验研究.doc

碳纤维加筋土静动力特性试验研究

2.3万字 63页 原创作品，已通过查重系统


摘 要
近年来，纤维加筋土技术日益受到岩土工程界的重视，而在诸多纤维材料中，碳纤维拥有高抗拉强度、高弹性模量及较好的耐久性等诸多优异性能，可以很好地应用在土体加固领域，且不会对环境造成污染，可是目前还没有碳纤维加筋土方面的研究，因此开展碳纤维加筋粘土的研究具有重要意义。本文基于一系列室内试验研究了碳纤维加筋粘性土的力学特性，揭示纤维长度、纤维掺量及围压和含水率等主要因素对碳纤维加筋土力学特性的影响规律，主要开展以下研究工作：
（1）进行了碳纤维土的三轴剪切（CD）试验。探讨了纤维掺量和长度对加筋效果的影响，试验结果表明，特定纤维长度下，在粘土里掺入碳纤维，能有效提高土体的抗剪强度。强度值随着掺量的增加而增大，15mm纤维对土体抗剪强度增强效果最好。粘聚力c值的规律与抗剪强度一致，而内摩擦角φ与碳纤维掺量之间无明显规律。素土和碳纤维土的应力-应变关系曲线均为硬化型，加筋后在高围压下，试样硬化效果更明显，所有试样均为鼓胀型破坏形式。
（2）进行了碳纤维土的共振柱试验。探讨了纤维掺量和含水率对土样的最大动剪切模量和最大阻尼比影响，试验结果表明，特定纤维掺量下，含水率越低，最大动剪切模量越大，阻尼比越小。含水率保持一致时，随纤维掺量增加，Gmax先增大后减小，0.1%为最佳掺量；Dmax随掺量增加而增大，碳纤维利于能量消散。


关键词：碳纤维，三轴实验，抗剪强度，共振柱，阻尼比，动剪切模量，影响因素