Estudo experimental de malhas razoáveis ​​de rejeitos reforçados com geogrelha

Jul 29, 2023

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 10037 (2022) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

Atualmente, a influência do tamanho da malha da geogrelha nas características da interface é desconsiderada em diversos códigos e normas. Para explorar o tamanho razoável da malha da geogrelha usada para rejeitos reforçados, foram realizados o teste de cisalhamento direto e o teste de arrancamento de rejeitos reforçados com geogrelha com diferentes tamanhos de malha. Os resultados mostram que a superfície de cisalhamento dos rejeitos reforçados com geogrelha é caracterizada pela ação combinada da interface geogrelha-rejeitos e da interface rejeitos-rejeitos; o atrito da interface geogrelha-rejeitos foi separado do atrito da interface abrangente para analisar a influência da razão de área sobre ela sob diferentes condições de teste; e a malhagem dos rejeitos reforçados com geogrelha, ou seja, a relação entre a área da interface geogrelha-rejeitos e a superfície de cisalhamento (α), tem maior influência na pseudocoesão e menor no ângulo de pseudofricção. A resistência ao atrito da interface geogrelha-rejeitos aumenta ligeiramente com o aumento do tamanho da malha, depois diminui drasticamente e o efeito de reforço da geogrelha desaparece rapidamente. Considerando o teste de cisalhamento direto e o teste de arrancamento, o tamanho de malha razoável dos rejeitos reforçados com geogrelha deve ser o tamanho de malha correspondente a α 0,47–0,55. Com o aumento de α, o efeito do rejeito reforçado com geogrelha pode ser dividido em quatro estágios onde o terceiro estágio (\(0,4 \le \alpha < 0,6\)) é o estágio com melhor efeito de reforço.

Nos últimos anos, a geogrelha tem sido amplamente utilizada em muitas estruturas reforçadas, como subleito, muro de contenção, talude, talude e aterro, devido às suas estruturas de superfície únicas, como malha e nervura, que podem desempenhar o papel de incrustação e mordida. Ele desempenhou um papel no aumento da resistência e estabilidade do solo. No reforço de aterros semelhante à barragem de rejeitos, Arulrajah et al.1 conduziram pesquisas sobre espuma de vidro reciclada reforçada com geogrelha, mostrando que o reforço de geogrelha tem um significado importante de engenharia na melhoria da estabilidade do aterro; Como uma das estruturas críticas na produção de minas, os estudiosos têm grandes preocupações sobre a estabilidade da barragem de rejeitos2, portanto o reforço da geogrelha também tem muitas aplicações e estudos para melhorar a estabilidade da barragem de rejeitos3,4. Com a aplicação gradativa da geogrelha, as características de interação da interface entre a geogrelha e o filler começaram a ser gradativamente estudadas5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15.

A interação da interface entre uma geogrelha e um enchimento é um índice técnico chave5,16,17,18,19,20,21,22, porque determina diretamente a estabilidade da estrutura reforçada. Os parâmetros de interface (ou seja, o índice de resistência de interface de pseudocoesão e o ângulo de pseudofricção e o coeficiente de pseudofricção) são os parâmetros mais importantes para o projeto e análise de estruturas reforçadas23,24. Os parâmetros de interface do solo reforçado são obtidos principalmente a partir do ensaio de cisalhamento direto e do ensaio de arrancamento, e então as características de interação da interface do solo reforçado são analisadas. Devido aos diferentes mecanismos de teste, os resultados destes dois testes são bastante diferentes. Alguns estudiosos na China e no exterior compararam e estudaram as interações de interface entre geogrelhas e enchimentos25,26,27,28. No entanto, os estudiosos não consideraram a estrutura de malha única das geogrelhas em suas pesquisas, de modo que a seleção do tamanho da malha da geogrelha em projetos reais de reforço ainda é em grande parte artificial. Para resolver este problema, Tang et al.29 acreditavam que a ação de interface do corpo reforçado é composta pela ação de atrito abrangente da interface geogrelha-solo e da interface solo-solo. A ação de fricção da interface geogrelha-solo deve ser separada da ação de fricção abrangente da interface. A ação de fricção da interface geogrelha-solo deve ser usada para caracterizar o efeito de reforço da geogrelha para descrever com precisão a influência do tamanho da malha no efeito de reforço da geogrelha. Na aplicação de rejeitos reforçados com geogrelha, também foram realizadas pesquisas sobre as características de atrito da interface dos rejeitos reforçados com geogrelha, e o efeito do tamanho da malha na interface geogrelha-rejeitos também não foi considerado.