加筋土界面特性的其他试验研究

5.6.4.1　土中的拉伸试验

图5.47　约束对织物刚度的影响（McGown等，1982）

（a）试验方法；（b）试验成果

众所周知，织物在空气中的拉伸与在土中有约束的拉伸会得到不同的结果。可以想象，约束增大了织物纤维之间的摩擦与咬合作用，而土颗粒嵌入纤维中限制了它的移动，从而使织物的拉伸刚度增大了。试验的方法示于图5.47（a）中，试验成果示于图5.47（b）。从图5.47（a）可知，这时的拉伸刚度受织物与土的摩擦力、土粒嵌入的约束以及外压力的影响。为了弄清这个机理，进行了一种将织物包在一层涂有油脂的膜中再放入土中进行的试验，这时只有约束而无土粒嵌入的影响，织物的摩擦力也大为减小，但其拉伸刚度仍比空气中的值大得多。

当然，上述现象在工程现场中如何准确判断尚有困难，在工程中如何应用实验室侧限条件下的拉伸刚度值也应进一步研究。

5.6.4.2　斜面试验

斜面试验简单易行，可用于土工膜、土工网、土工织物等上覆土的稳定问题的核算，如卫生填埋场或侵蚀控制系统中衬垫的稳定性研究等。试验装置如图5.48所示。Grioud等认为（1990），如果应用低应力条件下的直剪试验，可能会误导界面的强度参数。而斜面试验则可以模拟在薄层上覆土层（低应力水平）下的界面特性。并且试样的高度与长度之比越小，界面上法向应力的分布越均匀。因此，采用长而薄的试样更为合理。(www.xing528.com)

图5.48　大型斜面试验示意

（a）表层土的加筋；（b）大型斜面试验成果

图5.49表示了3种不同斜面试验的顶部位移与倾角的关系。①土覆盖于土工膜上；②覆土的中间设置一层土工格栅；③土中除有格栅外，还在土工膜上铺一层土工织物。其中土为均匀粗砂。由于格栅筋材的存在，斜面的极限滑动倾角增大了（26°增至34°），这说明，筋材提供了一种附加的安全，以防止上覆土层沿膜滑动。筋材在土中的最有效位置约在土的1/3高度。可以认为，在土中加格栅并在膜上铺织物将是一种对该系统的稳定最有利的布置（Pelmiera，2007）。可见，简单的斜面试验对研究填埋场的加筋覆盖层还是很有用的。

图5.49　加筋对表层土稳定的影响（斜面试验）

除了上述几种试验类型之外，还有人采用环状扭转剪切试验研究过HDPE膜/无纺织物和排水层复合体的抗剪强度（Stark T D，1996）。

前面已经讨论了界面的试验问题，可以看到，土与土工合成材料之间的试验研究一方面可以反映界面在一定受力条件下的力学响应，即它的应力状态和变形情况，为建立普遍的应力应变关系的数学表达式（即本构关系）提供物理基础，同时，它也为预测界面力学行为的分析提供必要的参数。关于加筋土的本构关系方面，已在上面的5.4节中做了介绍。