黄土路堤土工格室护坡冲刷模型试验研究简介
采用模型试验方法,以边坡坡率、汇水流量、土工格室规格为主要影响因素,进行了一系列的黄土路堤边坡冲刷对比试验。试验结果表明:对于黄土路堤边坡而言,有土工格室防护的坡面不会形成连续的冲沟,蜂巢格室,冲刷深度小于10cm,无土工格室防护的坡面,可形成连续的V型冲沟,冲刷深度可达20~30cm;采用土工格室防护时,可以减小40%的冲刷量,说明土工格室对黄土路堤边坡的冲刷防护效果明显,是一种有效的边坡防护方法;试验中得到的一些数据和结果,可为以后的边坡防护设计所借鉴。
就黄土路堤边坡防护的冲刷试验而言,目前大多是针对诸如浆砌片石或混凝土骨架护坡、预制混凝土框架护坡等措施开展研究的,而对于土工格室护坡的冲刷试验研究,则涉及较少。与圬工材料相比,土工格室具有很多优点:①轻便,抗拉强度高,蜂巢格室改善负载性能,便于运输;②价格便宜,经济合理;③整体性好,便于施工,格室可以根据需要加工;④耐久性好,使用年限可以达到40年,完全满足公路工程的需要。从改变流径、消减能量和分散坡面水流的角度来讲,土工格室防止边坡冲刷在理论上是成立的。为了检验其防护效果,并为以后黄土路堤边坡防护设计参数取值提供依据,笔者做了土工格室护坡的室内模型冲刷对比试验。
较有代表性的看法:①基于Grimth 强度理论,认为活性介质降低了聚合物的表面张力,因而降低了银纹形成的能量;②另一个机理是Maxwell 和Rahm 首先提出的,认为活性介质的效应是对聚合物的增塑和溶胀使Tg和粘度降低,并使流动过程更加容易;③认为活性介质使裂纹端部链段的热运动加强,而应力又促进了活性介质与聚合物互溶性等。这些机理探讨在一定程度上说明了一些问题。
土工格室柔性结构体系处治桥头跳车数值模拟研究
桥头跳车是长期影响高速公路运输质量的常见病害之一,实践证明,将土工格室加筋于高速公路软土地基上路桥过渡区域,为缓解桥头跳车现象的有效方法之一。为深入研究土工格室的加筋效果并优化设计,蜂巢格室用于潜水河道,利用ADINA 非线性有限元分析软件,建立高速公路台后加筋路堤与地基的三维模型,计算分析土工格室加筋对路堤沉降、地基水平和竖向位移、地基土体的应力场分布(竖向应力及剪应力)的影响,并通过对比计算,分析了土工格室高度、地基土性质、路堤填料性质及底层土工格室等因素对加筋效果的影响,对土工格室柔性结构体系的设计优化提出建议。
在高速公路的各种病害中,桥头跳车现象是常见的病害之一,也是多年来困扰公路行业的一大难题。桥头跳车的存在,会使车辆在通过路桥连接处时产生跳动和冲击,对桥梁和路面造成附加冲击,并且车速大幅减低,会使司乘人员感到颠簸不适,蜂巢格室边坡与岸线防护,严重时甚至导致车辆失控而发生交通事故。对桥头路面大量的维修养护不仅需花费大量人力、物力和财力,而且还会产生不良的社会影响。工程实践中已积累了多种方式方法用于改善桥头跳车现象,土工格室的加筋即是其中有效的一种。