通過室內(nèi)小比例尺模型試驗(yàn),模擬了土工格室在路堤中相同邊坡坡比下,未加筋與加1層、2層筋,共計(jì)3種結(jié)構(gòu),在坡頂荷載作用下坡頂沉降和邊坡的變形規(guī)律。研究了土工格室加筋參數(shù)對路堤邊坡結(jié)構(gòu)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,加筋能大幅提高路堤的穩(wěn)定性和承載能力,并得出了土工格室埋在土中的力學(xué)特征,對工程實(shí)踐具有一定的指導(dǎo)意義。

采用自行研制的500mm×500mm×400mm(長×寬×高)大尺寸直剪儀,對土工格室加筋土以及土工格室加筋水泥穩(wěn)定土的剪切性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。通過大尺寸直剪試驗(yàn)?zāi)M土工格室加筋土的剪切作用過程,得出加筋土剪切應(yīng)力與剪切應(yīng)變關(guān)系為非線性確定了土工格室加筋土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以及土工格室對土的抗剪強(qiáng)度增強(qiáng)機(jī)理,土工格室加筋土的黏聚力提高較大,內(nèi)摩擦角變化相對較小。通過對素土和摻入量為5%的水泥穩(wěn)定土進(jìn)行常規(guī)直剪試驗(yàn)、大尺寸直剪試驗(yàn)和三軸壓縮試驗(yàn)對比分析,探討不同試驗(yàn)方法對抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的影響,得出3種試驗(yàn)方法對應(yīng)的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)及其相對大小;即素土的摩擦角大小依次為:三軸試驗(yàn)小于大尺寸直剪試驗(yàn)小于常規(guī)直剪試驗(yàn),素土的黏聚力大小依次為:大尺寸直剪試驗(yàn)小于三軸試驗(yàn)小于常規(guī)直剪試驗(yàn);水泥穩(wěn)定土的摩擦角大小為:三軸試驗(yàn)小于大尺寸直剪試驗(yàn),黏聚力結(jié)果比較大小依次為:三軸試驗(yàn)小于大尺寸直剪試驗(yàn)。

應(yīng)用marc軟件,通過模擬土工格室生態(tài)擋墻墻體、加筋層與填土的相互作用,對生態(tài)擋墻墻背的位移和應(yīng)力性狀進(jìn)行分析,并結(jié)合實(shí)體工程進(jìn)行墻背側(cè)向土壓力測試。結(jié)果表明:土工格室生態(tài)擋墻在外荷載的作用下,除了剛體位移之外,還會發(fā)生撓曲變形,具有柔性支擋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn);墻背側(cè)向土壓力隨著距墻頂距離的增大而增大;數(shù)值計(jì)算與現(xiàn)場測試得到的墻背側(cè)向土壓力變化規(guī)律一致,表明本文采用的數(shù)值模型是合理的。

通過離心模型試驗(yàn)揭示了土工格室柔性橋臺的變形特性,即未加筋橋臺產(chǎn)生的位移明顯大于土工格室柔性橋臺產(chǎn)生的位移;同時,未加筋橋臺產(chǎn)生整體滑移,而土工格室柔性橋臺因微裂縫的阻斷和錯位,臺背未見破壞。還分析了土工格室的加筋機(jī)理,即土工格室在土體中產(chǎn)生的\"緊箍\"和\"網(wǎng)兜\"作用,有效減少了橋臺的側(cè)向位移,抑制了豎向裂縫的產(chǎn)生并阻斷其擴(kuò)大和貫通,大幅提高了土工格室柔性橋臺的穩(wěn)定性。

在沙漠地帶中,在路基材料缺乏的狀況下,利用土工格室與現(xiàn)場砂土可有效提高沙漠道路的承載力,并能達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與路基的設(shè)計(jì)要求。為了解土工格室于砂土路基的加筋行為,分別進(jìn)行了靜態(tài)承載板載重試驗(yàn)與動態(tài)載重試驗(yàn),探討土工格室加筋后的承載能力與動態(tài)特性。與未加筋砂土比較,土工格室發(fā)揮良好之加筋效果,其能提高砂土的承載能力;于靜態(tài)承載試驗(yàn)中,承載能力隨著土工格室高度增加而提升,并有效減少沉降量之產(chǎn)生。在動態(tài)試驗(yàn)指出,土工格室加筋于砂土受動態(tài)反復(fù)作用下,增加土工格室高度,并不相對能提升加筋的承載成效。以動態(tài)載重試驗(yàn)反應(yīng)公路的反復(fù)載重條件,對于沙漠公路設(shè)計(jì)使用土工格室加固路基時,得以選擇具有經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)化方案。

橡膠砂作為輕質(zhì)耗能填料在土木工程中應(yīng)用越來越廣泛,土工格室加筋可提高橡膠砂的抗剪強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性.針對關(guān)于橡膠砂或加筋橡膠砂動力特性的認(rèn)知缺乏的現(xiàn)狀,通過大尺寸循環(huán)單剪試驗(yàn)研究了橡膠砂分別在有無土工格室加筋情況下在水平循環(huán)荷載作用下的滯回特性.獲得了加筋和非加筋橡膠砂的滯回曲線、動剪模量曲線和阻尼比曲線,并應(yīng)用stokeo-darendeli模型對橡膠砂動力特性進(jìn)行擬合,得到了加筋和非加筋橡膠砂的動力特性參數(shù).基于對比分析,揭示了土工格室對橡膠砂動力特性影響的規(guī)律與機(jī)理.試驗(yàn)結(jié)果表明:①土工格室加筋能限制橡膠砂中剪切帶的發(fā)展,使得橡膠砂在大應(yīng)變下的滯回曲線反s形特征減弱、阻尼比增大;②由于網(wǎng)兜效應(yīng)引起顆粒接觸法向應(yīng)力增大,土工格室加筋使橡膠砂動剪模量增大,且隨著橡膠含量的增高而增大愈明顯;③土工格室的加入降低了循環(huán)加載次數(shù)對橡膠砂動力特性的影響,并使得橡膠砂最大動剪模量隨橡膠含量和豎向壓力變化的速率減小.給出的土工格室加筋對橡膠砂動力特性影響的定量分析結(jié)果,可為后續(xù)研究和工程應(yīng)用提供參考.

拉拔試驗(yàn)?zāi)芨玫姆从臣咏钔两Y(jié)構(gòu)中筋材的加筋行為,采用自制的拉拔試驗(yàn)裝置來測試高填方路堤的現(xiàn)場砂粒填料與土工格室的界面特性參數(shù),分析土工格室與土的界面摩擦作用,進(jìn)一步研究土工格室的加筋機(jī)理。結(jié)合工程實(shí)例,對土工格室處治高填方路堤進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn),分析格室在路堤橫斷面的受力特點(diǎn)以及格室的加筋性能。試驗(yàn)結(jié)果表明:土工格室拉拔受力是一個漸進(jìn)式的過程,隨著拉拔位移繼續(xù)增大,格室后面幾排網(wǎng)格依次受到填料的阻力,拉拔界面的剪應(yīng)力呈臺階式的上升;格室與填料的界面摩擦角大于填料本身的摩擦角,且拉拔系數(shù)k大于1.0,格室加筋性能遠(yuǎn)優(yōu)其他平面材料的加筋性能;在路堤橫斷面方向,格室承受拉應(yīng)力;在新舊路堤搭接處,格室受拉應(yīng)力最大,是重點(diǎn)需要處治的位置。研究表明格室能有效的約束路堤土的側(cè)向變形,同時土工格室所在層位起到了擴(kuò)散荷載的作用。

土工格室屬于特種土工合成材料的一種,將其加入土中以后,可以有效的提高土體的強(qiáng)度和剛度,減小地基沉降,是一種經(jīng)濟(jì)并行之有效的地基處理方法。文章通過對土工格室加固機(jī)理的分析,推導(dǎo)了用土工格室加固地基的沉降變形公式,并結(jié)合室內(nèi)模擬試驗(yàn)的結(jié)果對公式進(jìn)行了驗(yàn)證。

結(jié)合貴昆線k238段病害路基的整治,采用了砂土夯實(shí)樁與土工格室聯(lián)合作用的基床加固方案。對鋼軌中間、軌縫接頭不同斷面位置在列車重復(fù)荷載作用下的長期累積變形進(jìn)行了觀測。測量數(shù)據(jù)表明,砂土夯實(shí)樁與土工格室聯(lián)合作用能夠改善基床的工作性能,減小累積下沉,用于既有線路的基床加固可取得較好的社會經(jīng)濟(jì)效益。

介紹了土工格室的概念,闡述了土工格室在加固軟土地基、路堤邊坡防護(hù)、擋土墻及其江湖圍堰、沙漠地區(qū)筑路、處理橋頭跳車等方面的應(yīng)用情況,并分別給出了應(yīng)用實(shí)例加以論證,應(yīng)用效果良好。

土工格室柔性擋墻作為一種新型公路邊坡支擋結(jié)構(gòu),在公路工程建設(shè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。柔性擋墻墻背土壓力與擋墻的變形形態(tài)及位移量大小密切相關(guān)。運(yùn)用巖土工程有限元分析軟件plaxis研究了柔性擋墻在不同工況下的變形規(guī)律,計(jì)算分析了擋墻的高寬比、坡度以及路基表面荷載對于擋墻的變形性狀的影響。研究結(jié)果表明,高寬比較大時,擋墻的水平位移量和自身的撓曲變形較大,墻背變形表現(xiàn)為外凸的拋物線形。隨著高寬比的減小,擋墻的水平位移量和撓曲變形逐漸減小,墻背變形形態(tài)亦發(fā)生了變化;擋墻頂部的水平位移隨著坡度的變小而迅速減小;隨著填土表面荷載的增大,擋墻頂部的水平位移量逐漸減小,而總水平位移量和撓曲變形卻逐漸增大。研究成果為柔性擋墻土壓力計(jì)算方法的提出提供合理的理論依據(jù),對于土工格室柔性擋墻的設(shè)計(jì)具有一定的參考價值。

1.名詞概念: 土工格室： 土工格室是目前國內(nèi)外較為流行的一種新型的高強(qiáng)度土工合成材料，它是由強(qiáng)化的hdpe 片材料，經(jīng)高強(qiáng)力焊接而形成的一種三維網(wǎng)狀格室結(jié)構(gòu)。具有伸縮自如，運(yùn)輸可縮疊，施工 時可張拉成網(wǎng)狀，填入泥土、碎石、混凝土等松散物料，構(gòu)成具有強(qiáng)大側(cè)向限制和大剛度的 結(jié)構(gòu)體。具有材質(zhì)輕、耐磨損，化學(xué)性能穩(wěn)定、耐光氧老化、耐酸堿等特性。由于它較高的 側(cè)向限制和防滑，防變形、有效的增強(qiáng)路基的承載能力和分散荷載作用，目前被廣泛地用于： 墊層、穩(wěn)固鐵路路基、穩(wěn)固公路軟地基處理、管道及下水道的支撐結(jié)構(gòu)、防止滑坡及受載重 力的混合式擋墻、沙漠、海灘和河床、河岸的治理等。 土工格柵： 土工格柵是由用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具 有一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵。具有強(qiáng)度大、承載力強(qiáng)、變形小、蠕變小、耐腐蝕、、摩 擦系數(shù)大、壽命長、施工方

為研究土工格室+粗顆粒柔性結(jié)構(gòu)在高原凍土地段防護(hù)路堤邊坡的工程效果和適用條件,在青藏鐵路沱沱河地區(qū)設(shè)計(jì)并開展了土工格室護(hù)坡試驗(yàn)研究,研究試驗(yàn)包括測定土工格室填料的物理力學(xué)性能指標(biāo);測試土工格室在常溫(20℃)、高溫(60℃)、低溫(-25℃)、循環(huán)條件(低溫→高溫→低溫)、連續(xù)低溫常溫循環(huán)條件和紫外線條件下的力學(xué)特性,對土工格室凍融和抗老化性能進(jìn)行了試驗(yàn),并對現(xiàn)場測試斷面的變形進(jìn)行測試,試驗(yàn)成果表明:土工格室這種材料更耐低溫,且具有較好的抗老化性能,可適用于多年凍土地區(qū)路基坡面防護(hù),并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果給出高原凍土地段土工格室護(hù)坡處理措施應(yīng)注意的要點(diǎn)。

為了考察半干硬性混凝土夯擴(kuò)樁與土工格室聯(lián)合作用加固既有線路基基床病害的效果,結(jié)合達(dá)成鐵路k337段成都黏土(膨脹土)基床病害工點(diǎn)的整治,選取了3個測試斷面,分別測試了經(jīng)不同加固方案處理后的軌道平順性與基床不同高度處在機(jī)車荷載作用下的動應(yīng)力、振動變形和加速度等動力響應(yīng)。試驗(yàn)表明,3個測試斷面的動力作用水平均在合理的范圍內(nèi),動力學(xué)指標(biāo)均低于相關(guān)限值;行車速度對動應(yīng)力、動位移、加速度都有不同程度的影響。其中,加速度隨行車速度的提高而增大最為明顯;線路的平順性與穩(wěn)定程度對線路及路基結(jié)構(gòu)的動力學(xué)(動應(yīng)力、振動變形、加速度)響應(yīng)有顯著影響。

土工格室作為一種新型柔性防護(hù)材料,在公路防護(hù)中的應(yīng)用十分廣泛。室內(nèi)沖刷模型試驗(yàn)表明,在黃土邊坡中添加土工格室后,可以降低平均累計(jì)沖蝕率達(dá)48%,并可減弱沖溝的發(fā)育和形成,從而防止路基的坍塌;在飽和黃土地基承載力試驗(yàn)表明,在加土工格室后,可以將其承載力提高2～3倍,并使其破壞方式只有局部剪切破壞和整體剪切破壞2種。

以新疆清水河至伊寧高速公路為依托工程,結(jié)合粉土物理力學(xué)特性,提出了采用土工格室對粉土地基進(jìn)行加固的方法。通過對土工格室加固粉土地基開展地基承載力、室內(nèi)剪切、水分遷移等試驗(yàn)分析,論證了土工格室加固粉土地基的可行性,為新疆粉土地區(qū)公路設(shè)計(jì)提供了切實(shí)可行的技術(shù)依據(jù)。

提出將土工格室與填入其內(nèi)的碎石填料組成的加筋基層置于路堤頂部,以構(gòu)成一種新型的土工格室低路堤-剛性路面結(jié)構(gòu)體系,并通過2組室內(nèi)模型試驗(yàn)對該體系的受力變形特點(diǎn)進(jìn)行研究。采用便攜式路面彎沉儀測定了試驗(yàn)路堤中土工格室基層加入前后動態(tài)回彈模量的變化,并通過自行設(shè)計(jì)的一套可實(shí)現(xiàn)往復(fù)車載的小型模型車的驅(qū)動裝置模擬作用于路面上的實(shí)際車輛荷載。試驗(yàn)結(jié)果表明:土工格室基層的加入可顯著提高碎石基層的動態(tài)回彈模量值,減少直接承受車輛荷載車道的整體平均沉降;并能帶動相鄰板塊下的土體協(xié)同工作,提高車輛荷載的擴(kuò)散均化能力,減少相鄰車道間的差異沉降。

土工格室坡面由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性,其侵蝕過程與傳統(tǒng)坡面有較大差異.本文采用變坡試驗(yàn)水槽,研究土工格室坡面在坡面流作用下的侵蝕規(guī)律.分析土工格室坡面流的流動特點(diǎn)及其與普通坡面流的差異,揭示了坡面侵蝕量隨坡度、流量、切應(yīng)力,以及繞流雷諾數(shù)的變化規(guī)律.結(jié)果表明,坡面侵蝕量遠(yuǎn)小于無格室的坡面;坡面累計(jì)侵蝕量和繞流雷諾數(shù)之間呈良好的對數(shù)函數(shù)正相關(guān)關(guān)系;平均侵蝕率與坡度、流量、切應(yīng)力之間均呈良好的冪函數(shù)正相關(guān)關(guān)系,且流量對坡面流侵蝕率的影響大于坡度,隨著流量的增大土工格室坡面流侵蝕能力的增率增大.

為了探明土工格室加筋土的補(bǔ)強(qiáng)機(jī)理,為其合理的工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用提供理論上的依據(jù),通過三軸剪切試驗(yàn)對土工格室加筋土的強(qiáng)度特性進(jìn)行了研究,并與筋材平鋪加筋土的強(qiáng)度特性作比較。試驗(yàn)結(jié)果分析表明,用土工格室作為加筋材料,可以顯著提高土體的抗剪強(qiáng)度,且其抗剪強(qiáng)度高于筋材平鋪加筋土;加筋方式、加筋密度等對應(yīng)力—應(yīng)變曲線形狀影響較大;要使土工格室加筋土強(qiáng)度得以充分發(fā)揮,需要較大的應(yīng)變;在加筋率相同且格室平面尺寸也相同的條件下,土工格室高度較小的多層土工格室,其加筋土(復(fù)合體)的抗剪強(qiáng)度有所增大、整體性將會增強(qiáng)。

對長江以南低山丘陵區(qū)紅壤土岸坡抗侵蝕性能開展定量研究具有重要意義.通過邊坡模型實(shí)驗(yàn),在人工降雨條件下對紅壤土土工格室護(hù)岸進(jìn)行了不同坡度、不同降雨強(qiáng)度及不同格室類型的降雨沖刷試驗(yàn),對不同格室的抗侵蝕性能進(jìn)行了定量分析.結(jié)果表明:在該試驗(yàn)降雨條件下,土工格室抗侵蝕性良好,對紅壤土邊坡的降雨沖刷防護(hù)效果明顯,可在工程實(shí)踐中推廣應(yīng)用.

將土工格室墊層與梁板視為疊梁體系,引入疊梁計(jì)算理論,提出土工格室墊層剛度確定新方法。首先,基于平截面假定,并考慮疊梁層間摩擦力與荷載影響,分析疊梁中間層彈性模量與疊梁跨中撓度、1/4跨撓度及荷載的對應(yīng)關(guān)系,由此建立土工格室墊層剛度的關(guān)系表達(dá)式。然后,通過自行設(shè)計(jì)的疊梁加載試驗(yàn)對該方法進(jìn)行驗(yàn)證,計(jì)算值與測試值對比顯示該計(jì)算方法誤差小于5%。最后,對土工格室墊層疊梁體系進(jìn)行多組對比試驗(yàn),對其作用機(jī)理與剛度基本規(guī)律進(jìn)行分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:土工格室墊層剛度與土工格室規(guī)格、填料類別及填料密實(shí)度密切相關(guān),工程中常用的碎石土工格室彈性模量取值范圍在50～70mpa,土體土工格室彈性模量取值在40～65mpa之間。

土工格室是一種新型土工合成材料,適用于地基加筋、墊層處理和表面防護(hù),廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、沙漠、沼澤、灘涂、機(jī)場的軟基處理及邊坡防護(hù)。針對土工格室的特性,通過分析其在管道工程上應(yīng)用的背景和機(jī)理,闡述并探討土工格室在西氣東輸管道工程中執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)要求和工程實(shí)踐應(yīng)用成果。