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棕榈纤维加筋砂土性能的离散元模拟及分析

纤维加筋砂土,应力路径,抗剪强度,三轴试验

为研究棕榈纤维加筋砂的力学性能，运用离散元软件进行了9组固结不排水三轴试验模拟，并添加了一组纯砂作为对照组。研究了纤维长度为 4~20mm、纤维质量含量为 0.2%~0.6%时，纤维加筋砂的偏应力、孔隙水压力、应力路径和抗剪强度。试验结果表明，纤维有利于提高砂土的抗剪强度。峰值抗剪强度可以增加10%~20%，临界抗剪强度增加 21%。加筋砂的临界抗剪强度与纤维含量和纤维长度均呈正相关，达到临界抗剪强度所需的轴向应变随纤维含量和长度的增加而增加。从应力路径对应的峰值破坏曲线可以看出，纤维对提高砂土的峰值抗剪切强度也起一定作用，一般来说，砂土的摩擦角大小与纤维含量和纤维长度均呈正相关。本研究为隧道工程临时加固提供了植物纤维加固的试验数据，具有一定的实用价值。