土工格室加筋路堤边坡离心模型试验研究
以边坡高度12m,坡度为1∶0.75,共铺设土工格室20层,层厚为0.6m的某二级公路为原型路堤,塑料土工格室,设计和制作了9组土工格室加筋和1组未加土工格室边坡相似模型,对土工格室加筋边坡变形和破坏力学机理进行了离心模型试验研究。在试验加载过程中,采用位移传感器测量坡顶的变形,塑料土工格室用途,通过摄影照相记录边坡破坏全过程。试验发现,土工格室加筋边坡破坏过程可划分为变形、开裂、局部剪切塑性变形和破坏四个阶段。土工格室加筋边坡的破坏模式表现为加筋区的整体破坏,并与未加筋区有明显的分界线。加大格室高度与层厚比和提高格室长度与坡高之比有利于增加边坡的稳定性,但存在一个临界值。填料强度对土工格室加筋边坡的影响十分突出,边坡坡度对其稳定性的影响则不大。
在公路、铁路等的软基加固与处理中,土工格室加筋土作为重要的措施之一,在工程上已经获得了广泛的应用,并取得了良好的工程效果。为了研究其加固力学机理,许多学者开展了该领域的试验研究。采用0.10,0.15和0.20m高的土工格室进行整治铁路基床下沉病害的试验。从列车荷载作用下基床土动应力的实测数据,分析了不同高度土工格室的轨下动应力衰减差异及设计所需的换填厚度。表明,采用的格室高度愈高,轨下动应力衰减愈明显,所需换填厚度愈小。进行了基床换填土工格室加筋砂夹卵石垫层的现场动静态试验,表明换填土工格室加筋砂夹卵石垫层的基床加固方案,能有效地改善基床的动力特性,十分显著地降低基床产生的残余变形。进行了5组土工格室和砂构成的基床垫层和土工网和砂构成的基床垫层静态原型尺寸模型试验。两种材料的试验结果对比表明,与土工网垫层相比,土工格室垫层能够更有效地提高基床以及整个线路结构的刚度和强度。
土工格室的联接灵活,塑料土工格室生产线,可任意组成一个整体,通过对材料本身的改性,及生产工艺的调整,可适应我国的大范围温差环境,由于高分子材料的稳定化学特性,产品可耐酸、耐碱,适应于不同的土质环境,经过热老化试验,折算其老化寿命为50年。
津浦线宿州段于1993年全路范围使用了引进的土工格室产品,治理沉降路基挤塌病害,至今仍稳定良好,西南交大对10cm和15cm高土工格室及无土工格室(砂垫层)进行了三组静载试验,以及一百万次重复加载试验,得到了良好的评价。
九十年代中后期,我国各种工程应用土工格室的范围不断扩大,工程效益及使用效果亦为广大工程设计部门专家认可,比较典型的是沙漠公路工程,软土路基加筋工程,边坡加固、绿化、铁路沉降治理。
普通土工格室是用HDPE宽带经高频焊接加工制成的一种新型土工合成材料,塑料土工格室焊接生产线,它利用其三维侧限原理,适用于地基加筋,垫层和表面防护,它为立体结构,通过改变其深度和孔型组合,可获得刚性或半弹性的板块,可以大幅提高软质、松散填充材料的承载能力。可广泛应用于修筑铁路、公路、沙漠、沼泽、滩涂、机场的软基处理和边坡防护,也可用于智力山体滑坡、挡土墙修建、桥台跳车,还可以用于城市绿化的植被保护。