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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，生产土工格室，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，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，生产土工格室厂家洪利，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，生产土工格室参数，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，生产土工格室厂家直销，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。

      近几年，应用土工合成材料加强基床有一些新的进展。日本应用土工格室设置在基床表层或道床的底部。针对土工格室试样(不是基床复合层)所作的室内试验显示，经列车荷重作用200万次后的累积下沉量只有1ｍｍ，试样的变形模量达120ＭＰａ。德国采用土工格栅铺设在砂砾垫层底面，亦即路基表面，称之为强化路基保护层或垫层。试验室模型试验结果表明，经500万次重复荷载后，格栅垫层的Ｅｖ2(德国铁路用于表征基床变形模量的参数)可达33.1ＭＰａ，比无格栅情况提高70%。我国上海铁路局在整治淮南膨胀土基床病害时，采用土工格室作过一处现场试验。文献介绍了使用土工格室垫层和土工格栅垫层减少软弱地基变形的试验成果，对土工合成材料加固软弱基床的研究具有较大的参考价值。但是，对于各种土工合成材料应用于基床时所构成的复合结构的强度、变形特性、耐久性以及使用效果缺乏细致的研究。为此选择了两种具代表性的土工合成材料:土工网和土工格室，采取不同的布置方式或不同的高度，通过室内大比例静态模型试验，对加固基床的效果进行了比较分析。