网孔尺寸对格栅 尾矿界面特性的影响 论文

土工格栅是广泛应用于土木工程中的一种土工合成材料，用于增强土体、防止土壤颗粒的迁移，从而达到提高路基承载力、稳定边坡等目的。土工格栅作为加筋材料在尾矿库的设计与施工中扮演了重要角色，其性能直接影响到尾矿库的安全和稳定。

网孔尺寸作为土工格栅的重要物理参数之一，其大小对格栅与尾矿之间的界面特性有着决定性的影响。网孔尺寸的大小直接影响其与尾矿颗粒的嵌固程度和咬合效果。较大的网孔尺寸可能会导致较小的颗粒进入格栅网孔内，影响格栅的抗拉强度和整体稳定性。较小的网孔尺寸虽然能够更好地限制尾矿颗粒，但也可能导致较小的土颗粒无法进入网孔内而无法实现加筋效果。

为研究土工格栅与尾矿之间的界面特性，通常采用直剪试验和拉拔试验。直剪试验主要测试在垂直剪切力作用下土工格栅与尾矿之间的摩擦特性及强度参数，如似黏聚力和似摩擦角。相关实验研究如粉质粘土直剪蠕变特性试验研究 和 土工格栅与砂土的细观界面特性研究进一步探讨了直剪条件下的摩擦特性。拉拔试验则是测定土工格栅在水平拉力作用下从尾矿中拔出所需的力，评估界面之间的结合强度，类似的研究可以参考基于FBGBOTDA的锚杆拉拔试验研究。

研究发现，随着土工格栅网孔尺寸的增大，直剪试验下的界面似摩擦因数降低，意味着界面之间的摩擦作用减弱。似黏聚力也随着网孔尺寸增大而减小，表明格栅与尾矿颗粒之间的咬合程度减弱。而在拉拔试验中，界面似黏聚力大约是直剪试验的几倍，这说明格栅在拉拔作用下表现出更强的抗拔能力。这些结果表明，网孔尺寸对格栅-尾矿界面强度参数的影响具有显著性，尤其是对似黏聚力的影响更为突出。

为了确保土工格栅在工程中的有效应用，选择合适的网孔尺寸至关重要。在相关研究中，网孔尺寸为38.1mm×38.1mm时，界面似摩擦因数下降的幅度最小，且此时格栅加筋尾矿的效果最佳。这一发现强调了合理网孔尺寸的重要性，更多关于这一问题的讨论可参见土工格栅不同速率拉伸性能试验。

除了网孔尺寸，土工格栅的选用还应考虑其极限抗拉强度、材料类型、制造工艺等因素，这些因素共同决定了土工格栅在实际工程中的应用效果和安全性。有关土工格栅拉伸性能的详细信息可参考土工格栅加筋土三轴试验研究 和 双向土工格栅的蠕变与收缩特性研究。

因此，合理的工程设计需要基于详尽的实验数据和现场试验结果，以科学合理地选择土工格栅及其规格，从而确保尾矿库等工程的稳定性和持久性。在当前的工程实践中，工程师和科研人员应当意识到网孔尺寸对土工格栅加筋效果的重要性，并将其纳入加筋尾矿结构设计的考虑范围之内。只有全面考虑土工格栅的诸多性能参数，才能最大限度地发挥其在土木工程中的作用，确保工程的安全和经济。