지오그리드 강화 광미의 합리적인 메쉬 크기에 대한 실험적 연구

Jul 11, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 10037(2022) 이 기사 인용

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현재 인터페이스 특성에 대한 지오그리드 메쉬 크기의 영향은 다양한 코드와 표준에서 무시됩니다. 강화 광미에 사용되는 지오그리드의 합리적인 메쉬 크기를 탐색하기 위해 다양한 메쉬 크기를 가진 지오그리드 강화 광미의 직접 전단 테스트 및 인발 테스트가 수행되었습니다. 결과는 지오그리드 강화 광미의 전단 표면이 지오그리드-광미 인터페이스와 광미-광미 인터페이스의 결합된 작용을 특징으로 함을 보여줍니다. 지오그리드-광미 인터페이스 마찰은 다양한 테스트 조건에서 면적 비율의 영향을 분석하기 위해 포괄적인 인터페이스 마찰과 분리되었습니다. 지오그리드 강화 광미의 메쉬 크기, 즉 전단 표면에 대한 지오그리드-광미 경계면의 면적 비율(α)은 의사 응집력에 더 큰 영향을 미치고 의사 마찰각에는 덜 영향을 미칩니다. 지오그리드-광미 인터페이스의 마찰 강도는 메쉬 크기가 증가함에 따라 약간 증가한 다음 급격히 감소하며 지오그리드의 강화 효과는 빠르게 사라집니다. 직접 전단 시험과 인발 시험을 고려할 때, 지오그리드 강화 광미의 합리적인 메쉬 크기는 α 0.47–0.55에 해당하는 메쉬 크기여야 합니다. α가 증가함에 따라 지오그리드 강화 광미의 효과는 4단계로 나눌 수 있으며 세 번째 단계(\(0.4 \le \alpha < 0.6\))가 가장 강화 효과가 좋은 단계입니다.

최근 몇 년 동안 지오그리드는 인레이 및 바이트 역할을 할 수 있는 메시 및 리브와 같은 독특한 표면 구조로 인해 노상, 옹벽, 제방, 경사면 및 제방과 같은 많은 보강 구조물에 널리 사용되었습니다. 토양의 강도와 안정성을 높이는 역할을 했습니다. 광미댐과 유사한 제방 보강에서 Arulrajah 등1은 지오그리드 강화 재활용 발포 유리에 대한 연구를 수행하여 지오그리드 보강이 제방 안정성을 향상시키는 데 중요한 공학적 중요성을 가지고 있음을 보여주었습니다. 광산 생산에 있어 중요한 구조 중 하나인 학자들은 광미댐의 안정성에 대해 큰 우려를 갖고 있습니다2. 따라서 지오그리드 보강은 광미댐의 안정성을 향상시키는 데에도 많은 응용과 연구가 이루어지고 있습니다3,4. 지오그리드의 점진적인 적용과 함께 지오그리드와 필러 사이의 인터페이스 상호 작용 특성이 점차적으로 연구되기 시작했습니다5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15.

지오그리드와 필러 사이의 인터페이스 상호 작용은 강화된 구조의 안정성을 직접적으로 결정하기 때문에 핵심 기술 지표5,16,17,18,19,20,21,22입니다. 인터페이스 매개변수(즉, 의사 응집력의 인터페이스 강도 지수, 의사 마찰 각도 및 의사 마찰 계수)는 강화 구조물의 설계 및 분석에 가장 중요한 매개변수입니다. 강화지반의 계면변수는 주로 직접전단시험과 인발시험을 통해 구하고, 강화지반의 계면상호작용 특성을 분석한다. 테스트 메커니즘이 다르기 때문에 이 두 테스트의 결과는 상당히 다릅니다. 중국과 해외의 일부 학자들은 지오그리드와 필러 사이의 인터페이스 상호 작용을 비교하고 연구했습니다25,26,27,28. 그러나 학자들은 연구에서 지오그리드의 독특한 메쉬 구조를 고려하지 않았기 때문에 실제 보강 프로젝트에서 지오그리드 메쉬 크기를 선택하는 것은 여전히 ​​대부분 인위적입니다. 이 문제를 해결하기 위해 Tang et al.29은 강화체의 계면 작용이 지오그리드-지반 계면과 토양-지반 계면의 포괄적인 마찰 작용으로 구성된다고 믿었습니다. 지오그리드-토양 경계면의 마찰 작용은 경계면의 포괄적인 마찰 작용과 분리되어야 합니다. 지오그리드-토양 경계면 마찰 작용은 지오그리드의 강화 효과에 대한 메쉬 크기의 영향을 정확하게 설명하기 위해 지오그리드의 강화 효과를 특성화하는 데 사용되어야 합니다. 지오그리드 강화 광미를 적용함에 있어서 지오그리드 강화 광미의 계면 마찰 특성에 대한 연구도 수행되었으며 메쉬 크기가 지오그리드-광미 계면에 미치는 영향도 고려되지 않았습니다.