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土工格栅是一种新型的土工合成材料,它广泛应用于公路、铁路、水利等领域,在工程中起到加强、加固、防护等功能。在应用过程中,格栅会受到循环荷载的作用,因此研究土工格栅在循环荷载作用下的动力特性具有十分重要的意义。
目前对土工格栅循环荷载下软化的理论和试验研究还很少,对格栅在循环荷载作用下受预拉力作用的特性研究还未见报道。本文采用电液伺服动静万能试验机对TGDG25土工格栅进行循环拉伸试验,研究格栅的动力特性,着重分析了循环拉力、加载频率、循环次数以及预拉力对格栅性能的影响。
通过对试验结果数据的分析,建立了考虑循环次数、预拉力、循环拉力、荷载频率等因素的软化指数经验模型,并确定了参数。然后通过建立软化指数与残余应变的关系来间接建立土工格栅的累积塑性应变关系式,最后将软化模型与累积塑性应变关系式引入Iwan模型中考虑循环软化的影响,同时再串联一理想钢塑性元件模拟循环过程中产生的残余应变,结合Masing准则对土工格栅的动拉力-应变关系进行描述。通过计算结果和试验数据的对比分析表明,此模型能准确反映格栅的循环特性。
目前,国内外对土工格栅软化问题以及预拉力作用下的特性研究还比较少,而格栅在实际工程运用受预拉力的影响及软化现象比较普遍。因此本文的工作对于格栅动力特性理论方面的研究,具有一定的积极意义。