面加筋网材料—高强土工格室的诞生背景
无论是前一代的加筋网—土工网,还是第二代的加筋网—单拉与双拉格栅,它们所要解决的问题仍是土工的整体均匀受力的问题,便土工的整体性在应力作用下保持完整,不会发生应力下的各种破坏形式,生产土工格室,比如各种滑塌、失陷、局部的不均匀沉陷等影响工程竣工后使用的各种病害,加筋网在土体中的应用,主要也是通过两种渠道实现加筋土体的要求:一是通过网自身的高强度、低延伸,影响并改善被加筋土体的整体强度;二是通过网的层付布设加大对土体的影响比例来实现加筋稳定土体的作用。
因为被加筋的土体自身的存在形式是三维状态,而前一代及第二代嘲都是平面状态,一种平面状态的加筋材料要改善立体状态的土体的整体性能,它所做的贡献也是极其有限的,这就是为什么当专业人士在使用平面加筋材料时,会依据土体的具体状况将加筋材料进行多层位布设的根本原因。
在了解了加筋与土体的相互作用的途径之后,我们发现了一种更加有效的加筋土体的办法,那就是要改善加筋材料自身的存在方式,即:将平面的加筋材料做成与土体状态相对应的立体加筋材料,尽可能的扩大对土体的影响比例。高强土格室就是在这种状况下诞生的。任何一种加筋刚都是通过它自身的存在状态(嘲格的形状与州格的厚度)与土体结合部位的结合状态完成加筋使命的。也就是说,如果这个同与土体的摩阻系数越高,它所能影响的土体比例就会越高,生产土工格室设备,土体就会越稳定。让我们将平面的加筋材料与立面的加筋材料一高强土工格室比较一下,生产土工格室厂家,看它们在土体中的影响范围是制么状态。
土工格室加固浅层饱和黄土地基的有限元分析
基于MARC有限元软件,采用研编的Goodman单元用户子程序,对用土工格室处理浅层饱和黄土地基的效果进行了有限元分析(FEA),结果表明:土工格室的有效影响深度为饱和黄土层厚度的50%左右,处理后的饱和黄土地基,水平位移在影响深度范围内可减小约17%左右;竖向位移也得到了一定的减小,可减小5%左右;竖向应力值减小35%左右;土工格室的加固厚度对路堤总沉降变形影响不大,但对水平位移影响较明显;相同工况下土工格室的布置位置对处理效果影响不大。结合工程实践,对有限元分析结果和现场实测数据进行对比分析,结果表明:土工格室加固方法能有效地处理浅层饱和黄土地基。
采用土工格室对饱和黄土地基进行局部换填加固,形成水平向加筋复合结构体,以提高其地基承载力,在近几年的黄土地区高等级公路建设中已逐渐开始应用。笔者基于有限元软件 MARC,采用Visual Fortran 6. 5 对其进行了二次开发,生产三维土工格室,编制了Goodman单元用户子程序,对浅层饱和黄土地基条件下,采用土工格室处理前后的位移特征和力学性状进行了分析,探讨了该种加固方法的适应性,同时结合甘肃省尹家庄—中川机场高速公路的工程实践,进行了现场测试,并对两者结果进行了对比,以便为饱和黄土地基处理的设计提供依据。