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土工格室加筋效果的室内试验 通过室内模型试验,比较土工格室和土工格栅加筋材料加筋后软土顶面的应力和承载力的变化,分析不同填料,不同筋材和不同的格室高度对加筋效果的影响. 土工格室是由高分子聚合物宽条带经强力焊接而成的三维网状结构,它伸缩自如,使用时张开并在格室中充填砂、碎石或泥土等材料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构。它以高密度聚烯为基质材料,加入特殊添加剂制成,具有优良的耐老化性能,使用温度在-40~80℃之间。土工格室目前广泛用于浅层地基处理、坡面防冲和城市大型管道支撑等工程中。为研究在软土地基上土工格室的加筋作用,通过室内模型试验,探求土工格室这种新型材料的加筋作用效果。1室内加筋试验模型及试验条件土工格室具有一定的高度(5cm以上),有抗弯能力,可以扩散从上部结构传来的竖向应力;同时发挥类似于“深基础”的作用,从而提高地基的承载能力。土工格栅是一种平面加筋材料,主要通过受拉来平衡填土对地基表面的外推剪力,在加筋路堤中使得地基只承受路堤的自重,从而提高路堤的稳定性。通常可以看作只是受拉的构件。试验目的:研究有无加筋材料及不同加筋材料,土工格室加筋层不同填筑高度对提高地基承载力作用的影响。 过滤:土工合成材料的这种功能与传统的砂滤层类似,允许土体内部的液体通过并派出,同时起到保土作用,阻止上游土壤颗粒的流失。例如,用有纺土工织物阻止土粒迁移渗入排水骨料或排水管,同时保持排水系统正常工作;在海岸或河岸的抛石防护层和其它护岸材料下铺设土工织物以防止土壤被破坏。 排水:土工合成材料在土体内部作为排水体,可使水流沿其内部从低渗透性土体排出。例如,铺设于路堤底部的土工织物可以用来消散孔隙水压力。 隔离:这种功能是指土工合成材料能够把两种具有不同粒径分布的涂料隔离开来,以免相互混杂而失去各自的整体性和结构完整性。土工织物和土工膜都可以起到隔离作用。 加筋:土工合成材料置于土体内部作为加筋构件,或土工合成材料与土体结合成一个复合体,加筋复合土体与未加筋土体相比,其强度及变形性能都得到明显的改善。例如,土工格室或者土工格栅加筋可提高土体的抗拉强度,从而能够建造垂直或近乎垂直的加筋挡土墙;加筋还能用来在极软地基上建造路堤;加筋后路堤边坡可以比未加筋时更陡。 防渗:一些土工合成材料具有相对低的透水(气)性,可阻止液体或气体流动和扩散,发挥防渗作用或包容作用。例如,土工膜、复合土工膜、GCL都具有很低的渗透性,可作为流体的防渗屏障。 防护:又称水土保持,是指通过设置土工合成材料防护措施,减少由降雨冲击和地表水径流造成的土壤流失,譬如土工格室对边坡的防治和绿化。 铺设土工格室前做的准备工作 坡面凹凸不平时铺设土工格室易产生应力集中,使格室焊点开裂,造成格室跨踏等。因此,必须整平坡面至设计要求,并采用人工修坡,坡面浮石,危石等。 铺装格室的边坡应设主排水沟系,相邻两条沟之间保持4m的距离,排水沟与公路边沟相连通,使路面积水顺边沟流入排水道进入公路边缘,以免路面积水,防止冲刷格室护坡。 对坡面进行顶平整处理,不利于格室铺设的一些杂物,使坡面保持平整,结实,亦可先洒一层优质土壤,以利植物生长。
土工格室是 20 世纪80 年代在国际上出现的一种新型三维土工合成材料,它是一种高分子聚合物宽条带经强力焊接而形成的三维网状结构体,伸缩自如,运输时可缩叠起来,使用时张开,并在格室中充填砂、 碎石或粘土等材料,构成具有强大侧向和大刚度的柔性结构层。目前广泛用于浅层地基处理、坡面防护、城市大型管道支撑等工程同平面结构的土工格栅等相比
土工格室加筋土的优越性是:
①平铺加筋时, 加筋体只是筋材本身;而对土工格室加筋而言,加筋体已变成格室及填料构成的复合体;②平铺加筋的抗拉性能是通过土筋界面摩擦而发挥的;而格室筋材是通过直接限制填料的侧胀而发挥出来的,因而更能利用筋材的抗拉性能;③对格室体而言,土筋摩擦系数就是填料本身的内摩擦系数,因而可以提供比平铺加筋大得多的粘着强度。土工格室处理路基不均匀沉降的作用机理为:由于土工格室对填料提供了较大的侧向约束作用,格室侧壁对填料产生了向上的摩擦支承力,从而形成了一个具有较大弯拉刚度与抗剪强度的复合体。
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