土工格室处理的软基沉降的有限长梁解
简述了土工格室作为垫层加固软基的作用机理,通过假设格层垫室沿路堤纵向无限长分布,路堤荷载沿路堤纵向不变,并简化为沿路堤中心对称分布的均布荷载,将格室垫层处理的软基沉降问题化作平面应变问题,从而格室垫层可看作Winkler地基上的有限长梁.采用能量法求得对称荷载作用下的沉降,并给出了算例。二是把加筋土视为宏观均匀的复合材料,土与筋材的相互作用表现为内力,只对复合材料的性质产生影响,而不直接出现在应力应变计算中。
土工格室是一种新型土工合成材料,由高密度聚乙烯宽带经超声波焊接而成,具有窝状格室结构,特点是伸缩自如,运输时可折叠,施工方便,只需张开格室填充土石料并压实即可。格室与填料构成一复合整体,这种复合体,相对软弱下卧层而言有相当的刚度和大的应力扩散角,能有效降低作用于卧层顶面的附加应力,可视为一个具有一定抗弯刚度的柔性筏基。0m，延伸率≤10%3、采用排水固结法施工时，土工格栅可采用单向土工格栅，抗拉强度根据计算确定，一般不小于50KN/m。在Winkler弹性地基模型的基础上,通过平面应变假设,将格室垫层看作一个整体,基于有限长梁的挠曲变形机理,将能量法用于格室垫层与软基共同作用下的沉降计算。土工格室垫层的结构组成及工作机理，结构组成根据目前的工程实践和经验,采用土工格室处理软基时,一般先在软基顶面铺一层厚10～30cm的粗砂,再铺设土工格室,将填料压实后,格室上部还有10～30cm的超高层。工作机理土工格室作为一种立体加筋结构,其筋材具有较大的抗拉强度。在铺于软基顶面时,格室侧壁能够对填料提供相当大的侧向约束,将松散的填料聚合为一个整体,并在荷载作用下对填料产生向上的摩擦力,大大增强了填料的强度和整体性。
双向增强复合地基土工格室加筋体变形分析
双向增强复合地基土工格室加筋体变形分析
为解决现有梁、板法不能同时考虑桩土差异刚度、布桩形式以及摩阻效应对土工格室加筋体变形影响的问题,将单桩影响范围内的土工格室视为受上部荷载、水平摩阻力及桩土支撑力共同作用下的弹性圆薄板,并基于Winkler假定考虑了土工格室与桩土加固区的变形协调;根据单元体静力平衡建立了考虑水平摩阻效应的格室体挠曲变形控制微分方程,利用Bessel复变函数构造出不同条件下的挠度解析表达式,在此基础上得到了双向增强复合地基网下桩土应力比、沉降及桩土差异沉降的计算公式;采用室内试验对该方法进行了验证,并在此基础上利用该方法探讨分析了格室加筋体的复合弹性模量、水平摩阻系数、桩土刚度比等因素对双向增强复合地基网下桩土应力比和沉降的影响。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。研究结果表明:与实测值的对比结果显示该方法具有可行性;摩阻效应对桩土差异沉降影响较大,且在桩土刚度较大或加筋体复合弹性模量较小时,摩阻效应对桩土应力比、沉降影响亦十分显著。
双向增强复合地基工作情况可以用土工格室垫层的变形表示,桩土沉降等参数也可以根据其变形来进行计算,目前模拟格室体的“柔性筏板”作用主要是格室加筋体板、梁结构计算。笔者基于有限元软件MARC,采用VisualFortran6。格室加筋体的受力很复杂,不仅受到桩与桩间土的支撑力以及还有路堤的竖向压力,而在变形的时候上下界面受垫层填料的摩阻力,然而目前在模拟格室体的方法上又存在一定的局限性,因此对土工格室变形计算进行研究是十分有必要的。
近几年,应用土工合成材料加强基床有一些新的进展。日本应用土工格室设置在基床表层或道床的底部。对坡面进行顶平整处理，清除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。针对土工格室试样(不是基床复合层)所作的室内试验显示,经列车荷重作用200万次后的累积下沉量只有1ｍｍ,试样的变形模量达120ＭＰａ。德国采用土工格栅铺设在砂砾垫层底面,亦即路基表面,称之为强化路基保护层或垫层。试验室模型试验结果表明,经500万次重复荷载后,格栅垫层的Ｅｖ2(德国铁路用于表征基床变形模量的参数)可达33.1ＭＰａ,比无格栅情况提高70%。我国上海铁路局在整治淮南膨胀土基床病害时,采用土工格室作过一处现场试验。文献介绍了使用土工格室垫层和土工格栅垫层减少软弱地基变形的试验成果,对土工合成材料加固软弱基床的研究具有较大的参考价值。但是,对于各种土工合成材料应用于基床时所构成的复合结构的强度、变形特性、耐久性以及使用效果缺乏细致的研究。为此选择了两种具代表性的土工合成材料:土工网和土工格室,采取不同的布置方式或不同的高度,通过室内大比例静态模型试验,对加固基床的效果进行了比较分析。
