土工格室加筋体加固机制
在土工格室处理软土路基加固机制研究的基础上,针对土工格室加筋体的受力变形特点,将格室体视为置放于Winkler地基上的连续长梁,塑料土工格室,基于传统的弹性地基梁理论,建立考虑水平摩阻力影响的土工格室加筋体的挠曲变形微分方程,并给出其幂级数解答,从而得到了土工格室加筋体在集中荷载作用下的变形计算方法,为土工格室加固处理后的软土路基沉降计算提供了依据。理论与试验结果对比分析表明,在格室体变形分析中不计水平摩阻力的影响将夸大格室体在荷载作用下的竖向变形,计入水平摩阻力影响后理论与实测曲线吻合更好。
土工格室特有的三维蜂窝状结构使其在荷载作用下不仅可通过与土体上下接触面的摩擦提供侧向约束力来约束土体的侧向变形,而且格室侧壁能对填料提供相当大的侧向约束。格室体的侧向环箍作用及侧壁摩阻作用,将松散的填料聚合为一整体,大大增强了填料的强度、刚度和整体性。此外,格室与填料紧密结合,相互作用,构成一个具有较大抗拉、抗弯和抗剪强度的复合体,能有效地扩散路堤荷载,改善软基的应力分布,限制软土的侧向挤出,从而提高软基承载力,减少沉降和不均匀沉降的发生。
土工格室处理高速公路拓宽部有限元分析
为研究三维柔性结构——土工格室加固路基拓宽部的效果,塑料土工格室 规格,运用ABAQUS有限元软件,采用基于Coulomb定律摩擦模型模拟土工格室复合板体及其填料的非线性接触,模拟分析铺于新老路基结合处底层不同宽度、伸入老路基不同深度的土工格室时的路基顶面的竖向位移、侧向位移和相对差异沉降等。结果表明:土工格室的铺设使路基内应力分布趋于均匀,有效地协调新老路基的不均匀沉降,但加固效果并不随铺设格室的宽度、伸入老地基的深度而成线性增加。
随着我国高速公路交通量逐渐增大,对原有高速公路进行拓宽改造势在必行。老路拓宽的关键技术之一就是限制新老路基结合部的不均匀沉降,从而减少由此在路面结构内引起的附加应力可能造成路面的早期破坏。近年来,由于土工格室其特有的三维结构、抗弯抗拉性能,pe塑料土工格室,现已被广泛应用于高速公路拓宽改建工程。土工格室柔性结构层能有效协调软弱地基的不均匀沉降,增强路基稳定性。目前对土工格室已有较多的研究和应用,品牌塑料土工格室洪利,Andrawes、K.Z.等(1982)对土单元采用Duncan-Chang的E-v双曲线非线性弹性模型,土与土工合成材料的接触面单元采用双曲线非线性弹性摩擦模型,模拟了土工合成材料与土体的相互作用;杨晓华(2004)将土工格室和其填料假定为复合板体,并研究了复合板体当量变形模量与其填料模量的关系;谢永利等(2004)应用MARC有限元软件对比分析了土工格室处理后的路基不均匀沉降。本文通过分析土工格室的加固机理,针对土工格室在高速公路拓宽结合部的不同铺设位置,运用Abaqus有限元软件对其分析比较,验证了土工格室协调新老路基变形的能力,进而确定土工格室的铺设位置及效益宽度。