基于负泊松比土工格栅拉胀效应的筋土界面协同作用与强化机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51479105
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    83.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0905.水工岩土工程
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

At present, the theories of tall reinforced earth structure design are inadequate, which mainly follows the ordinary reinforced earth structure theories and methods and results in many collapse disasters. Previous researches have shown that it is the shear contraction of the soil and the tensive thining of the reinforcement which reduce the occlusion effect of the soil-geosynthetic interface in the deeper layer of the reinforced earth stucture and make the friction coefficient of the interface much lower than shallower layer. In this project, a kind of polyethylene/polypropylene geogrid with negative Poison's ratio will be developed through the hybrid technology. The process parameters of the geogrid will be optimized with the tests on the auxetic effect and vibration-absorbing property. Poison's ration-tensile deformation model and creep model will be established by tests. Furthermore, this project will also study on the static and dynamic characteristics of the fill-geogrid interface and reveal the macro-micro synergy interaction mechanism of the fill and the geogrid with negative Poison's ratio. The deformation and failure mode of the earth structure reinforced with negative Poison's ratio geogrid under both static and dynamic loads will be studied. Considering the auxetic effect of geogrid, the deformation calculation method and the stability analysis method of the reinforced earth structure will be put forward. These studies will play an important role in the reinforcement of soil-geosynthetic interface and the enhancement of the stability of tall reinforced earth structural.
目前高大加筋土结构设计理论尚不完善,主要沿用一般加筋结构的理论与方法,导致垮塌事故时有发生。已有研究表明,高大加筋土结构中深层筋-土界面附近土的剪缩和筋材的拉缩特性降低了筋土的咬合作用,使得深层界面似摩擦系数明显低于浅层。鉴于此,本项目拟通过多学科交叉,基于负泊松比聚合物的拉胀效应,通过聚合物(聚乙烯/聚丙烯)的共混技术,研制一种负泊松比土工格栅。项目将对负泊松比土工格栅的制备工艺参数进行优化,研究其拉胀效应和吸振特性,建立泊松比-拉伸变形模型和蠕变模型;研究负泊松比土工格栅与填料界面的静、动态特性,并揭示负泊松比土工格栅与填料的宏细观协同作用机理;研究静、动荷载作用下负泊松比土工格栅加筋土结构的变形规律,揭示土工格栅拉胀效应对加筋土破坏模式的影响;提出考虑格栅拉胀效应的加筋土结构变形计算与稳定性分析方法。本项目研究将对强化筋土界面作用和增强高大加筋土结构的稳定性起到重要作用。

结项摘要

本项目旨在通过对传统土工材料进行改造,提高其在土中的拉拔阻力。采用了三种手段:<1>以高密度聚乙烯(HDPE)做连续相,聚丙烯(PP)做分散相,采用共混法制备负泊松比材料;<2>通过对普通土工格栅进行结构改造,研制肋条加固式负泊松比土工格栅(RNPR土工格栅);<3>研发排扣式嵌固土工格栅,通过改变肋条表面构型提升筋土界面作用。研究发现,第一种土工合成材料只能在较小的拉伸应变范围内表现为小泊松比,但未能出现负泊松比现象。后两种土工合成材料能够显著提升筋土界面作用。通过拉伸试验和有限元模拟,研究了RNPR格栅的拉胀效应,建立了拉伸变形-厚度变化关系曲线;对排扣式嵌固土工格栅进行力学性能试验,确定了其性能参数。通过室内试验,从宏观和细观角度研究了两种格栅在土中的变形规律,揭示了界面作用力在筋土间的传递方式。利用离散元模拟从细观尺度研究了RNPR格栅与填料的细观协同作用机理。通过排扣式嵌固土工格栅加筋挡墙足尺模型试验,发现排扣式嵌固土工格栅能够有效地控制土体变形,提高结构整体稳定性。RNPR土工格栅和排扣式嵌固土工格栅强度高、成本低,能有效增强筋-土作用强度,对增强高大加筋土结构的稳定性起到重要作用,应用前景广阔。

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(2)
科研奖励数量(2)
会议论文数量(0)
专利数量(54)
Experimental simulation study on pore clogging mechanism of porous pavement
多孔路面堵孔机理试验模拟研究
  • DOI:
    10.1016/j.conbuildmat.2018.07.199
  • 发表时间:
    2018-10
  • 期刊:
    Construction and Building Materials
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Jiong Zhang;Rui She;Zhaoxia Dai;Ruiping Ming;Guodong Ma;Xinzhuang Cui;Li Li
  • 通讯作者:
    Li Li
Large-scale test of sleeve valve pipe grouted overwet subgrades
套筒阀管灌浆过湿路基大型试验
  • DOI:
    10.1680/jphmg.16.00030
  • 发表时间:
    2018-04
  • 期刊:
    International Journal of Physical Modeling in Geotechnics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yanhua Guan;Xinzhuang Cui;Dan Huang;Qing Jin;Junjie Lou;Zequn Liu;Fei Hou;Ming Xiao;Sheqiang Cui
  • 通讯作者:
    Sheqiang Cui
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传感器驱动土工带 (SEGB) 工程特性的实验室测试
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018-02-01
  • 期刊:
    GEOTEXTILES AND GEOMEMBRANES
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Cui, Xin-zhuang;Cui, She-qiang;Wang, Zhong-xiao
  • 通讯作者:
    Wang, Zhong-xiao
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张炯;黄丹;金青;侯飞
  • 通讯作者:
    侯飞
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  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吕海波;赵艳林;曹卫东;常成利
  • 通讯作者:
    常成利

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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