Studio sperimentale della dimensione ragionevole delle maglie dei sterili rinforzati con geogriglia

Jul 11, 2023

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 10037 (2022) Citare questo articolo

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Attualmente, l’influenza della dimensione delle maglie della geogriglia sulle caratteristiche dell’interfaccia non viene presa in considerazione in vari codici e standard. Per esplorare la dimensione ragionevole delle maglie della geogriglia utilizzata per i sterili rinforzati, sono state eseguite la prova di taglio diretto e la prova di estrazione dei sterili rinforzati con geogriglia con diverse dimensioni di maglia. I risultati mostrano che la superficie di taglio dei sterili rinforzati con geogriglia è caratterizzata dall'azione combinata dell'interfaccia geogriglia-detriti e dell'interfaccia geogriglia-detailing; l'attrito dell'interfaccia geogriglia-detriti è stato separato dall'attrito dell'interfaccia complessiva per analizzare l'influenza del rapporto di area su di esso in diverse condizioni di prova; e la dimensione della maglia degli sterili rinforzati con geogriglia, cioè il rapporto tra l’interfaccia geogriglia e sterili e la superficie di taglio (α), ha un’influenza maggiore sulla pseudo-coesione e meno sull’angolo di pseudo-attrito. La resistenza all’attrito dell’interfaccia geogriglia-detriti aumenta leggermente con l’aumentare della dimensione della maglia, quindi diminuisce bruscamente e l’effetto di rinforzo della geogriglia scompare rapidamente. Considerando la prova di taglio diretto e la prova di estrazione, la dimensione della maglia ragionevole degli sterili rinforzati con geogriglia dovrebbe essere la dimensione della maglia corrispondente a α 0,47–0,55. Con l'aumento α, l'effetto dei sterili rinforzati con geogriglia può essere suddiviso in quattro fasi dove la terza fase (\(0.4 \le \alpha < 0.6\)) è la fase con il miglior effetto di rinforzo.

Negli ultimi anni, la geogriglia è stata ampiamente utilizzata in molte strutture rinforzate come sottofondi, muri di sostegno, sponde, pendii e terrapieni grazie alle sue strutture superficiali uniche come maglie e nervature, che possono svolgere il ruolo di intarsio e morso. Ha svolto un ruolo nel migliorare la resistenza e la stabilità del suolo. Nel rinforzo degli argini simili alle dighe di recupero, Arulrajah et al.1 hanno condotto una ricerca sul vetro espanso riciclato rinforzato con geogriglia, dimostrando che il rinforzo della geogriglia ha un importante significato ingegneristico nel migliorare la stabilità degli argini; Essendo una delle strutture critiche nella produzione mineraria, gli studiosi nutrono grandi preoccupazioni circa la stabilità delle dighe di sterili2, quindi il rinforzo della geogriglia ha anche molte applicazioni e studi per migliorare la stabilità delle dighe di sterili3,4. Con la progressiva applicazione della geogriglia, si è iniziato progressivamente a studiare le caratteristiche di interazione dell'interfaccia tra geogriglia e riempitivo5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15.

L'interazione dell'interfaccia tra geogriglia e riempitivo è un indice tecnico chiave5,16,17,18,19,20,21,22, perché determina direttamente la stabilità della struttura rinforzata. I parametri di interfaccia (vale a dire, l'indice di resistenza dell'interfaccia di pseudo-coesione, l'angolo di pseudo-attrito e il coefficiente di pseudo-attrito) sono i parametri più importanti per la progettazione e l'analisi delle strutture rinforzate23,24. I parametri di interfaccia del terreno rinforzato sono ottenuti principalmente dalla prova di taglio diretto e dalla prova di estrazione, quindi vengono analizzate le caratteristiche di interazione dell'interfaccia del terreno rinforzato. A causa dei diversi meccanismi di test, i risultati di questi due test sono abbastanza diversi. Alcuni studiosi in Cina e all’estero hanno confrontato e studiato le interazioni di interfaccia tra geogriglie e riempitivi25,26,27,28. Tuttavia, gli studiosi non hanno considerato la struttura a maglie unica delle geogriglie nella loro ricerca, quindi la selezione della dimensione delle maglie della geogriglia nei progetti di rinforzo effettivi è ancora in gran parte artificiale. Per risolvere questo problema, Tang et al.29 hanno ritenuto che l'azione di interfaccia del corpo rinforzato sia composta dall'azione di attrito complessiva dell'interfaccia geogriglia-suolo e dell'interfaccia suolo-suolo. L’azione di attrito dell’interfaccia geogriglia-suolo dovrebbe essere separata dall’azione di attrito complessiva dell’interfaccia. L'azione di attrito dell'interfaccia geogriglia-terreno dovrebbe essere utilizzata per caratterizzare l'effetto di rinforzo della geogriglia per descrivere accuratamente l'influenza della dimensione delle maglie sull'effetto di rinforzo della geogriglia. Nell'applicazione degli sterili rinforzati con geogriglia, è stata effettuata anche la ricerca sulle caratteristiche di attrito dell'interfaccia degli sterili rinforzati con geogriglia, e non è stato considerato nemmeno l'effetto della dimensione delle maglie sull'interfaccia geogriglia-tailing.