玻璃纤维与红土界面的剪应力－剪位移关系

1.典型的界面剪应力－剪位移关系曲线

图2－1给出了在不同试验条件下，玻璃纤维与红土界面的典型剪应力－剪位移关系曲线。

图2－1　玻璃纤维与红土界面的剪应力－剪位移关系曲线

图2－1表明：

（1）红土中不加入玻璃纤维（0＃），垂直压力较小时，素红土的剪应力－剪位移关系曲线呈软化型；而垂直压力较大时，剪应力－剪位移曲线呈硬化现象。加入玻璃纤维后（1＃、2＃），加筋红土的剪应力－剪位移关系曲线都呈硬化型，总体可按硬化来考虑。

（2）图（a）曲线中，在压实度（B＝95%）一定的条件下，除垂直压力200kPa外，总体上0＃线的位置高于1＃线和2＃线。说明玻璃纤维的加入，降低了加筋红土的界面剪应力。这是因为红土中加入的筋材造成了人为剪切面的缘故。

（3）图（b）曲线中，在含水率（ω＝32.5%）一定的条件下，当垂直压力为50～100kPa时，0＃线的位置高于1＃线和2＃线；当垂直压力为200～300kPa时，0＃线的位置低于1＃线和2＃线。说明垂直压力较低时，玻璃纤维的加入降低了加筋红土的界面剪应力；垂直压力较高时，玻璃纤维的加入提高了加筋红土的界面剪应力。这是因为该红土样的含水率小于最优含水率（35.0%），土样偏干。相比素红土，垂直压力较低时，加筋红土的密实性降低，因而界面剪应力减小；随垂直压力增大，加筋红土的密实性增强，因而界面剪应力增大。

（4）玻璃纤维的特性不同，玻璃纤维与红土的界面剪应力降低或增大的程度也不同，加入2＃玻璃纤维筋材的界面剪应力降低的程度小于1＃筋材。这是因为2＃玻璃纤维厚度较小，1＃玻璃纤维厚度较大，2＃筋材与红土界面结合的紧密程度好于1＃筋材的缘故。

（5）当剪位移很小（λ＜0.3mm）时，加入玻璃纤维的加筋红土（1＃、2＃）与素红土（0＃）的剪应力－剪位移关系曲线很接近，随着剪位移的逐渐增大，两者的曲线距离逐渐增大，说明玻璃纤维削弱或增强加筋红土界面剪应力的作用只有在剪位移较大时才能发挥出来。

2.加筋红土的界面抗剪强度

图2－2给出了玻璃纤维与红土界面作用的抗剪强度随垂直压力的变化关系。

图2－2　玻璃纤维与红土界面作用的抗剪强度随垂直压力的变化关系

图2－2表明：

（1）红土中加入玻璃纤维，其抗剪强度线位置可降低或提高。总体上，在含水率为32.5%时，随垂直压力增大，1＃、2＃加筋红土的抗剪强度线的位置高于0＃素红土的抗剪强度线的位置。说明1＃加筋红土和2＃加筋红土的抗剪强度高于0＃素红土。就加权平均值比较，在50～300kPa的垂直压力下，抗剪强度由0＃素红土的141.7kPa增大为1＃加筋红土的152.0kPa和2＃加筋红土的153.8kPa。在这一含水率下，加筋提高了红土的界面抗剪强度，且筋材轻薄、光滑的2＃相比筋材厚重、粗糙的1＃，其界面抗剪强度提高得更多。

（2）在含水率为34.8%时，随垂直压力增大，1＃、2＃加筋红土的抗剪强度线的位置低于0＃素红土的抗剪强度线的位置，1＃线的位置低于2＃线。说明1＃加筋红土和2＃加筋红土的抗剪强度低于0＃素红土。就加权平均值比较，在100～400kPa的垂直压力下，抗剪强度由0＃素红土的209.9kPa减小为1＃加筋红土的189.3kPa和2＃加筋红土的199.9kPa。在这一含水率下，加筋降低了红土的界面抗剪强度，筋材厚重、粗糙的1＃相比筋材轻薄、光滑的2＃，其界面强度降低得更多。