骆呈军[1]2004年在《土工布力学性能的模拟及应用研究》文中进行了进一步梳理本文首先对土工布进行了概述，对模型理论作了深入系统的研究，对二元件、叁元件及四元件模型进行了推导分析，同时对土工布的常见力学性能指标作了详细的测试。然后对土工布的力学性能用叁元件模型进行了模拟，并对模型拟合参数与实际测试结果之间的联系作了初步探讨，分析了其力学性能的理论模型问题，指出利用叁元件模型可以比较理想的用来模拟土工布的力学性能。 本文对土工布应力松弛性能和拉伸性能作了比较详细的测试，然后进行了理论分析，并采用Matalb对土工布的应力松弛性能和拉伸性能进行了模拟，利用Matlab的优化最小二乘法求得方程的力学模型参数，为了比较各模型拟合的优劣程度，引入了残差平方和(ESS)。通过对模拟结果的分析发现，欧林模型比标准线性固体模型能更好的模拟土工布的应力松弛性能，并且松弛时间越小，拟合效果越好。标准线性固体模型对非织造土工布拉伸性能的拟合效果是最好的，复合土工布次之，对机织土工布的拟合残差则比较大。
孙宝忠, 谢莉青, 张洪弟[2]2002年在《土工布力学性能的模型及其应用初探》文中进行了进一步梳理对不同类型的土工布研究表明 :线性和非线性的简易叁元件模型的模拟应力松弛曲线相同 ,欧林叁元件模型在引入一个时间滞后常数后能很好地模拟土工布的应力松弛特性。
崔凯[3]2014年在《聚酯纺粘针刺土工布工艺技术与产品性能研究》文中研究说明聚酯纺粘法针刺非织造布是纺粘生产工艺中非常重要的一员,经干燥的纤维级聚酯切片经熔融纺丝,铺成均匀的纤维网,然后通过两道针刺加固工序制成非织造材料。其特点在于将纺丝工艺与非织造中的针刺加固工艺相结合,生产出的非织造材料在土工合成材料领域具有特殊性能,其各项力学、水力学性能均优于传统的涤纶短纤维针刺材料。但是,国内外学术及工程界对聚酯纺粘针刺土工布的物理机械性能以及水力学性能缺乏系统研究,工程设计依据多是参照传统的涤纶短纤维针刺非织造材料,本文的相关研究填补了这一项空白,为工程设计及应用提供了科学依据。作为近几年迅速发展起来的新产品,聚酯纺粘针刺土工布的生产技术有其特殊性。本文系统阐述了该材料生产各个重要环节的设备特点及参数,包括起到熔融作用的螺杆挤出机、熔体过滤器、计量泵装置及原理、侧吹风装置及原理、管式气流牵伸器及其牵伸原理、分丝铺网装置及原理、针刺加固工艺及其特点。并设计了各个关键工序的工艺参数,以便对工艺特性及产品性能进行系统研究；关键工序有侧吹风工序、分丝铺网工序以及针刺工序。本课题测试了实验用纤维级聚酯切片的特性粘度,测试结果为[η]=0.649dl/g.作为工艺设计时的参考数据。课题重点研究了聚酯纺粘针刺和涤纶短纤维针刺产品四个单位面积质量级别的力学性能,包括拉伸断裂强度及伸长率、梯形撕裂强力、CBR顶破强力、握持强力及伸长率,将同等克重产品的力学性能进行对比,得出了相应的数学关系。结果表明,测试的四种单位面积质量的土工布,涤纶纺粘针刺土工布的纵横向拉伸断裂强度、梯形撕裂强力、CBR顶破强力以及握持强力均大于涤纶短纤维针刺土工布,前者的各项力学指标均约是后者的2倍。克重较低时(低于250g/m2),聚酯纺粘针刺土工布的拉伸变形稳定性比涤纶短纤维针刺土工布低；随着克重的增大,聚酯纺粘针刺土工布的拉伸变形及握持拉伸变形稳定性逐渐增大,涤纶短纤维针刺土工布的拉伸变形稳定性也逐渐增大,但增长缓慢；克重为400g/m2的聚酯纺粘针刺土工布,其拉伸断裂伸长率为44.3%,而涤纶短纤维针刺土工布的拉伸断裂伸长率达到90%。以上结论为聚酯纺粘针刺土工布的生产和相关工程设计提供了科学指导。本课题对聚酯纺粘针刺土工布的另一项重要性能：水力学性能进行了系统研究。主要研究了土工布的垂直渗透性和水平导水性。垂直渗透性以垂直渗透系数作为衡量指标,探讨了纤维直径、土工布厚度、土工布实验层数对垂直渗透系数的影响关系和程度。经测试,聚酯纺粘针刺土工布(100g/m2-400g/m2)的垂直渗透系数为0.25cm/s-0.37cm/s。研究表明,单位面积质量一定时,随着纤维直径和厚度的增大,聚酯纺粘针刺土工布的垂直渗透系数增大；单位面积质量较小时,由于材料本身的不均匀性,测得的垂直渗透系数随着测试层数的不同,结果出现较大波动,但克重较高时,随着测试层数的增加,垂直渗透系数逐渐增大。水平导水性以水平导水系数作为衡量指标,研究了土工布的压缩性能(法向压力与材料厚度的关系)、纤维直径和法向压力对土工布水平导水系数的影响关系和程度。经测试,聚酯纺粘针刺土工布(100g/m2-400g/m2)的水平导水系数为0.30cm/s-0.72cm/s。研究表明,单位面积质量一定时,随着纤维直径的增大,聚酯纺粘针刺土工布的水平导水系数逐渐增大；随着法向压力的增大,聚酯纺粘针刺土工布的水平导水系数在开始时迅速减小,当法向压力再增大时,水平导水系数趋于一个定值,这个定值的大小取决于材料的单位面积质量和纤维直径。
代婷婷[4]2010年在《短纤针刺土工布的水平渗透性能研究》文中研究说明短纤针刺土工布独特的叁维结构使其具有优异的过滤、排水功能,是广泛应用于各类土木、水利工程中发挥排水功能的主要土工布种类之一。但是,目前国内对于短纤针刺土工布排水能力的评价仅限于采用土工布平面内水流量仪间接测得,且实验过程繁琐、耗时较长。因此,有必要结合实验,从理论方面探讨短纤针刺土工布的水平渗透性能及其规律,尝试建立模拟效果较好的的理论模型,便于高效准确地预测短纤针刺土工布水平渗透能力,以改善依靠繁冗的实验来预测土工布水平渗透性能的现状。课题基于达西(Darcy)定理,结合前人研究织物垂直渗透性能的思路,分别采用阻力理论模型和分形分析理论模型建立了短纤针刺土工布的水平渗透能力模型,然后,将实验数据与模型模拟出的短纤针刺土工布的水平渗透系数相拟合,以此来检验所建模型对于短纤针刺土工布的平面渗透能力模拟的可行性与拟合效果的优劣。在建立涤纶短纤针刺土工布纵向的等边叁角形微单元模型,以较为准确的描述土工布纵截面的孔隙几何结构尺寸方面具有一定的创新。研究结论表明:涤纶短纤针刺土工布在其他条件一定时,面密度越大,其水平渗透系数越大;随法向压力的增大而水平渗透系数逐渐减小;随着压力的不断增大,其水平渗透系数变化的幅度逐渐减小;采用两种模型对涤纶短纤针刺土工布的平面渗透能力进行模拟发现,分形分析理论模型的模拟较之阻力理论模型更为可行;利用分形分析理论模型模拟出的涤纶短纤针刺土工布的水平渗透系数较之实验数据普遍偏大。这些结论对于短纤针刺土工布的实际应用具有一定的指导意义。
谢莉青, 孙亚宁, 张洪弟[5]2001年在《非织造土工布应力松弛性能的模拟及应用探讨》文中研究指明对短纤针刺非织造土工布的研究表明 :标准线性固体力学模型和欧林叁元件模型均能较好地描述非织造土工布的应力松弛性能。
王东云, 刘慧琴, 温盛军, 李伟峰[6]2003年在《土工布力学性能智能测试仪的研制》文中研究指明介绍了一种土工布力学性能测试仪的设计原理和方法。该测试仪可以完成土工布的各种力学性能测试试验,包括条样拉伸、握持拉伸、撕裂、CBR顶破、圆球顶破、刺破及厚度的测量。通过试样的实测结果和数据分析说明仪器符合土工布仪器设计要求,可以用于土工布力学性能的测试,具有较好的实用性。
李艳琴[7]2006年在《复合土工膜蠕变性能的研究》文中认为复合土工膜具备土工布的隔离、加筋、防护特性，配合土工膜优异的防渗性能广泛用于大坝或防洪工程中。其蠕变特性是影响工程稳定性的重要因素，因此有必要研究它的蠕变特性。为了填补这方面研究的空白，本文中利用自行设计的RB-0408蠕变试验仪(适用于土工布和复合土工膜)，采用20％、40％、60％、80％极限荷载四级荷载对短纤针刺非织造复合土工膜(两布一膜)进行了长达6000小时的蠕变试验，研究其蠕变行为的试验测试方法、试验数据处理方法，以及分析两布一膜材料的蠕变机理。 本课题的试验数据处理方面分叁个部分进行：1．利用经验公式对试验数据进行分析，分析蠕变机理，初步判断长期恒载作用下的蠕变量是否影响工程的稳定性。2．建立适合两布一膜的蠕变模型：六元件并联模型和六元件串联模型。3．采用Origin软件确定叁种模型公式参数，并计算长期蠕变量。最后利用有效的蠕变模型预测材料的长期蠕变性能，判断不同荷载作用下材料蠕变性能对实际工程稳定性和耐久性的影响。 本文的创新点有： 1．设计了蠕变试验仪器 2．首次对两布一膜进行蠕变试验，分别研究20％、40％、60％和80％不同荷载水平作用下的情况 3．建立了两种蠕变模型
杨潇潇[8]2011年在《黄麻/丙纶水土保持用土工织物的开发》文中认为土工织物是应用于土木工程中的一类纺织品。其主要原料来自石油的下游产品——聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚乙烯、聚丙烯等，通过织造或非织造的方法制造而成。由于生产制造成本低、使用寿命较长等优点，目前土工布已经与水泥、钢材、木材一起，被称为“四大建筑材料”。纺织型土工布可分为机织土工布和针织土工布。其中机织土工布的结构最为稳定，在加固、增强、防冲蚀等高强度要求工程中应用最为广泛。本课题研究目的就是开发一种能够在护坡工程中使用的土工织物。该织物铺设于陡坡、边坡地区，不仅能够控制因水力、风力等造成的土壤侵蚀，而且有利于促进护坡植物的生长。由于机织土工布在加固方面的优势，因而本课题选用黄麻纱线与丙纶长丝进行交织，并综合考虑织物结构参数(如：织物组织、经纬纱线线密度、织物紧度和原料配比等)对织物性能的影响，测试了相关参数(如：对于降雨过程中覆盖织物的坡面土壤径流量、含沙量)对水土保持的作用，分析了相关指标(如：织物厚度、孔径、透水等)对水土保持织物性能的影响，通过正交分析，从而优选出适宜的水土保持用土工布的织物样品。本课题开发出的土工布在测试过程中，测试织物强伸度采用的是宽条拉伸法。采用25°的试验小区进行模拟人工降雨试验，对不同强度的降雨条件下覆盖不同织物的土壤进行定量测试，对得到的实验数据进行汇总和正交分析，确定出各织物结构参数对织物水土保持能力的影响及程度。经过实验分析表明：开发出的土工布具有优异的力学性能，能够适应较为恶劣的自然环境，同时对于降雨过程中形成的径流等具有显着的减弱作用，其特殊的网眼结构还能够储存雨水，对于护坡植物的种植具有促进作用。通过降解试验和覆盖织物的土壤温湿度试验还表明，开发出的土工织物有利于促进植物生长，对环境污染不大，同时由于能够与护坡植物结合形成交互作用，其使用寿命较长，且成本较低，能够大规模应用于护坡工程，具有一定的环境保护能力。
陈凌伟[9]2016年在《软基上大砂袋围堰的变形与失稳模式研究》文中提出近十余年来,我国近海工程发展很快,出现了多种软基处理与围堰修建的新技术,其中大砂袋围堰是应用较为广泛的结构型式。大砂袋围堰采用大尺寸的土工布包裹砂土,相互搭接堆填,拥有良好的整体性和变形协调能力,但是工程中仍出现多个失稳的案例,这说明关于大砂袋围堰的认识和设计理论还有待改进。鉴于此,本文设计了新颖的离心模型试验,结合数值模拟及工程案例分析,对软基上大砂袋围堰的变形特征、破坏模式及失稳机理展开了深入研究。主要工作及成果如下:(1)大砂袋围堰的变形形态与失稳过程的离心模型试验研究。共进行了叁组离心模型试验,模拟了不同加载速率、有无塑料排水措施下的软基上大砂袋围堰的填筑过程。试验结果表明:土工布的存在,使得大砂袋围堰的变形基本以竖向沉降为主,限制了其水平位移;在天然软土地基和快速加载的情况下,地基的不均匀沉降明显,围堰中心处沉降,土工布受压,坡脚处隆起,土工布受拉,加载速度越快,土工布受力越大;采用塑料排水板处理后,一定程度上减小了大砂袋围堰的总沉降量,大大削弱了地基的不均匀沉降,同时加快了地基排水固结,有利于围堰的稳定;大砂袋围堰受力主要集中在较低层大砂袋上,尤其是坡脚处的土工布受力明显较大,几乎被拉断。土工布应变测量难度大、精度低,一直是模型试验中土工布量测的难题。首次尝试采用柔性胶粘贴电阻应变片,通过对粘合剂粘贴形状与厚度等的精细控制研究,使得应变片能够与土工布协同变形,从而实现了土工布应变的较准确量测,同时研制了一套用于土工布应力标定的设备。(2)土工布强度对软基上大砂袋围堰变形形态和失稳模式的影响。采用数值分析对此问题进行了深入研究,模拟了依托工程大砂袋围堰的施工全过程。结果表明,当地基和土工布的强度均较低时,围堰中部沉降,坡脚软土向外水平位移及隆起,地基塑性破坏,继而导致底层土工布急剧变形受力陡增,大砂袋自下而上依次被拉断,形成连续贯通的滑动面,大砂袋围堰滑动断裂破坏;这种破坏模式与依托工程及离心试验中大砂袋围堰的失稳方式基本一致。而当地基强度较低,土工布强度较高时,地基的塑性破坏,并不会引起土工布被拉断,其失稳模式为围堰整体沉陷,地基呈整体剪切破坏。基于此提出了改进的大砂袋围堰的施工工艺,即在底层大砂袋处采用高强度土工布或多加铺设一层土工格栅,可确保在地基已发生较大变形甚至破坏的前提下,土工布不被拉断,围堰自身安全稳定。(3)地基极限承载力公式的推导。大砂袋围堰尺寸长达数十米甚至上百米,围堰置于软基上,如一膄船浮在水上。如通过高强土工布加筋增大围堰的刚度,那么即便地基产生大的变形甚至破坏,上部围堰也不会产生边坡的撕裂滑动破坏,也就是上述的第二种破坏模式。针对这种破坏模式,基于太沙基和Rowe的地基承载力理论,提出了改进的基底等效宽度计算方法,得到了软基上大砂袋围堰的地基极限承载力计算公式。(4)施工稳定性控制标准研究。软基上快速填筑大砂袋围堰时的稳定控制十分重要,以道中沉降速率、坡脚水平位移速率两个变形指标,作为施工稳定的监测指标是合适且可靠的。基于多个软基上路堤施工的观测数据,周小文等人提出了区分稳定区与非稳定区的临界状态线,经验证该临界状态线可用于软基上大砂袋围堰施工稳定性控制。
郑智能[10]2003年在《土工合成材料的耐久性试验研究》文中指出论文对土工合成材料的热氧老化、光氧老化和化学耐久性进行了试验研究。研究表明土工合成材料的聚合物类型和抗老化剂为土工合成材料耐久性能的物质基础和主要的决定因素,而环境因素加快或延缓了老化速度。另外本文还创造性的提出了土工合成材料老化的尺寸效应的概念,并创造性的建立了土工合成材料老化的指标——材料的长期强度。土工合成材料在热氧老化过程中强度的改变与质量的变化无关;环境温度和氧浓度增加,材料的老化速度加快;断裂伸长率为材料热氧老化的敏感指标;加入土工合成材料中的抗氧剂的数量多少并不一定与土工合成材料的抗热氧老化性能的高低成正比,有时有相反的结果。光氧化可以使土工合成材料产生降解老化,从而使土工合成材料内部结构和性能都产生了严重的破坏;光氧老化时抗老化剂的作用推迟了材料老化时强度大幅度降低的时间;土工合成材料的结构影响材料的老化性能;土工合成材料光氧老化试验的周期很长,在短期内很难得到土工合成材料的老化完整的规律。土工合成材料的耐化学性研究表明:聚丙烯加筋带具有很强的抗酸碱性能,在酸碱溶液中强度基本不变;聚酯土工布在碱溶液中老化速度大于在酸溶液中的老化速度。土工合成材料在酸碱溶液中老化时强度降低比较慢,材料的质量变化很小,而材料的伸长率、熔体流动速率等性能变化较大。本文提出土工合成材料老化的尺寸效应的概念,并从简单的假设和几何角度出发证明了土工合成材料老化的尺寸效应。材料的尺寸特别是材料的厚度对材料的老化速度有很大的影响。材料的尺寸影响材料老化反应的吸氧速度,从而影响老化速度。在土工合成材料老化指标方面本文首次提出采用土工合成材料的长期强度作为老化指标。文中确定了预测长期强度的方法和步骤,并给出了算例。土工合成材料的长期强度的确定利用了化学动力学理论和与速老化试验数据,因此具有理论严密且不脱离实践的优点。
参考文献：
[1]. 土工布力学性能的模拟及应用研究[D]. 骆呈军. 青岛大学. 2004
[2]. 土工布力学性能的模型及其应用初探[J]. 孙宝忠, 谢莉青, 张洪弟. 产业用纺织品. 2002
[3]. 聚酯纺粘针刺土工布工艺技术与产品性能研究[D]. 崔凯. 东华大学. 2014
[4]. 短纤针刺土工布的水平渗透性能研究[D]. 代婷婷. 中原工学院. 2010
[5]. 非织造土工布应力松弛性能的模拟及应用探讨[J]. 谢莉青, 孙亚宁, 张洪弟. 北京纺织. 2001
[6]. 土工布力学性能智能测试仪的研制[J]. 王东云, 刘慧琴, 温盛军, 李伟峰. 仪表技术与传感器. 2003
[7]. 复合土工膜蠕变性能的研究[D]. 李艳琴. 山东大学. 2006
[8]. 黄麻/丙纶水土保持用土工织物的开发[D]. 杨潇潇. 西安工程大学. 2011
[9]. 软基上大砂袋围堰的变形与失稳模式研究[D]. 陈凌伟. 华南理工大学. 2016
[10]. 土工合成材料的耐久性试验研究[D]. 郑智能. 重庆交通学院. 2003
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