土工格栅与土工格室加筋土的大型直剪试验和邓肯-张模型参数研究土工格栅与土工格室加筋土的大型直剪试验和邓肯-张模型参数研究
基于梅河高速公路程江至华城段K20 638及K20 500处桥台加筋土台背处理方案,采用大尺寸直剪模型试验分析了土工格栅、土工格室加筋土以及土工格室加筋水泥稳定土接触面上的剪切变形特性,其剪应力-剪切应变曲线呈明显的非线性关系,采用邓肯-张双曲线模型能很好地反映土体的非线性特征,通过试验得到了土工格栅、土工格室加筋土界面的邓肯-张E-B模型参数,为今后土工格栅、格室加筋土桥台设计提供参考。
根据土工合成材料类型的差异,目前路桥过渡段常用的加筋处治方法包括两种:即平面结构的土工格栅加筋和三维结构的土工格室柔性搭板加筋。与常见的加筋类型如支挡结构、加筋陡坡、软土地基加筋等相比,蜂巢高分子格室护坡,路桥过渡段路基加筋的目的有较大差异,前者加筋之目的主要是为了提高稳定性和承载力,而桥头路堤使用加筋技术则是为了协调桥台与桥头路堤沉降差,从而消除桥头跳车,故桥头路堤的加筋作用机理也不尽相同。邓肯-张双曲线模型能较好地反映土体的非线性,概念明确、简单实用,5个试验参数均有一定的物理与几何意义,可以通过常规剪切试验获取,在工程中得到广泛应用。本文通过大尺寸直剪模型试验得到土工合成材料加筋的邓肯-张E-B模型参数,为今后土工格栅、格室加筋土桥涵台背设计提供参考.

说到黄土高原的地理性质,大家都知道其千沟万壑,支离破碎的地貌特征!特别是黄土颗粒细小,质地疏松,具有直立性并含有碳酸钙,迂水容易溶解、崩塌。在黄土筑路中,土工格室还能发挥它“无所不能”的特性吗?黄土本身的特性在遇到突发性的暴雨,对路堤边坡的冲蚀***力相当强劲,甚至会造成路基的坍塌。用土工格室边坡进行表层的防护加固,形成表层一定厚度的复合结构体系,能有效地提高边坡的抗冲刷能力,达到黄土抗冲刷和绿化环境的目的。而且用土工格室对饱和地基进行局部换填加固,形成水平向加筋复合结构体,能提高地基承载力,达到加固饱和地基的效果。因此黄土性质路段采用土工格室防护,塑料高分子格室护坡,效果是极其明显的,具体表现在以下三个方面:(1) 用土工格室可以改变水流冲刷的路径,并且削减水流的冲蚀能量,从而起到抗冲蚀的效果。 (2) 对于边坡这种侧向需要防护的边界,用土工格室既可以起到防止冲刷和提高整体稳定性的作用,又可以同时绿化边坡。 (3) 土工格室主要是作为土体的侧向约束,起到增加土体视黏聚力的作用,从而减少土体变形量和增加其承载力的作用,由此改变土体的***模式。
级配碎石是用做沥青路面和水泥混凝土路面的基层和底基层,也可用做路基改善层。国外的公路所用的级配碎石是质量优等棱角均匀的轧制碎石,但国内的碎石质量还达不到这种要求,将土工格室加劲技术引入到级配碎石基层中可改善级配碎石基层模量较低、易松散等缺点,既保持了柔性基层优点,又没有半刚性基层缺点,使基层模量与面层模量达到更好匹配。这对于重交通荷载下沥青路面寿命的延长具有十分积极的意义。 土工格室的作用原理体现在:a.侧向约束效应。一方面,由于格室结构层与土体弹性模量差异很大,在共同承受竖向荷载时,两者产生不同水平向变形,从而导致彼此间产生相互错动的趋势,进而产生很大的摩阻力。b.网兜效应。在荷载作用下,土工格室与其内部填料相互挤压挤密,高分子格室护坡,构成一压缩刚度大、抗拉强度高的垫层,从而起到一般土工合成材料的网兜作用,使土工格室产生一向上托举力来承受部分上部结构荷载,HDPE高分子格室护坡,提高地基承载力。c.应力扩散和柔性筏基效应。土工格室与其内填料构成的垫层结构体还可构成具有一定抗弯、抗剪和抗压能力的柔性筏板基础,能有效扩散上部荷载,降低作用于软基顶面的峰值应力,均化作用于软基顶面的荷载作用,改善浅层软土地基应力场,从而达到软基加固的目的。 级配碎石搭配土工格室强强结合产生的“化学效应”威力不小,对公路的质量有了更显著的提升,这种地基处理技术通过不断改进和完善,必然能成为我国公路建设一大极为有效的助力!
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