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，岸线防护蜂巢格室，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，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.

土工格室界面特性与处治路堤现场试验分析

　　拉拔试验能更好的反映加筋土结构中筋材的加筋行为，采用自制的拉拔试验装置来测试高填方路堤的现场砂粒填料与土工格室的界面特性参数，分析土工格室与土的界面摩擦作用，进一步研究土工格室的加筋机理。结合工程实例，对土工格室处治高填方路堤进行现场试验，分析格室在路堤横断面的受力特点以及格室的加筋性能。试验结果表明:土工格室拉拔受力是一个渐进式的过程，随着拉拔位移继续增大，格室后面几排网格依次受到填料的阻力，拉拔界面的剪应力呈台阶式的上升;格室与填料的界面摩擦角大于填料本身的摩擦角，且拉拔系数K大于1.0，格室加筋性能远优其他平面材料的加筋性能;在路堤横断面方向，格室承受拉应力;在新旧路堤搭接处，格室受拉应力，是重点需要处治的位置。研究表明格室能有效的约束路堤土的侧向变形，同时土工格室所在层位起到了扩散荷载的作用。

　　土工格室是由高强度的HDPE宽带，经过强力焊接而形成的一片网状格室结构，蜂巢格室，作为一种新型的合成材料，在八十年代末九十年代初，欧美等国家就开始了大量的研发工作，并经试验和现场应用证明在提高一般填土承受动荷以及路基防护方面均有很大的功效。我国在九十年代初在吸收国外先进经验的基础上，开始了土工格室的开发研究工作，并在道路基床病害整治，固定松散介质的应用方面取得了重大突破。土工格室作为新型立体加筋材料的代表，与传统的平面加筋材料相比，其加筋性能具有更大的优势。美国学者McGown提出，对各种加筋土结构而言，起加筋作用的都是土工合成材料的抗拔阻力，他主张用拉拔试验来测定界面强度，同时获得埋在土内筋材的应力-应变关系。法国Schlosser认为，拉拔试验的优点在于测试结果能自动反映土体剪胀和压密状态，并较好模拟筋材在土内的工作条件。而土工格室加固地基处理已有较多的研究与应用，赵明华等(2009)探讨了土工格室-碎石桩双向增强复合地基的加固机理，邹静蓉等(2007)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。

土工格室在我国九十年代取得突破性的发展，在道路基床病害整治和固定松散介质方面的应用比较广泛，负载支撑蜂巢格室，随着人们对土工格室特性的进一步了解，发现它具有土工材料无可替代的优势，其发展前景广阔。那么在公路建设中，土工格室在施工前需要做哪些准备工作呢?　　一、测量放样及场地清理　　1、按施工规范和设计要求施工场地进行测量和放样。　　2、对原地面进行清理碾压，基底处理同一般路基填筑施工处理，处理完毕检验合格后再进行路基的分层填筑。　　3、当填筑高度达到设计铺设土工格栅、土工格室的高程时，在检验合格的填层面上进行测量放线，按设计要求定出铺设土工格栅、土工格室的位置。　　二、材料准备　　1、用于路堤边坡加筋补强的土工格栅采用双向土工格栅，土工格栅的幅宽不小于3.0m，抗拉强度不小于30KN/m，延伸率≤10%.　　2、用于软基加固采用桩网复合地基的土工格栅采用双向土工格栅，选用高强聚酯纤维、聚酯、聚乙烯等材料用于软基加固，抗拉强度根据计算确定，但一般不小于80KN/m，土工格栅的幅宽≥5.0m，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，保土蜂巢格室，一般不小于50KN/m.4、土工格栅铺设前对每批产品的性能经国家授权的由资质的产品质量监督检验中心进行检测，检测频率不少于3组，合格后方可铺设。施工质量应符合种国家行业标准《铁路路基土工合成材料应用技术规范》。

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