土工格室加固浅层饱和黄土地基的有限元分析

　　基于MARC有限元软件，采用研编的单元用户子程序，对用土工格室处理浅层饱和黄土地基的效果进行了有限元分析(FEA)，结果表明:土工格室的有效影响深度为饱和黄土层厚度的50%左右，处理后的饱和黄土地基，水平位移在影响深度范围内可减小约17%左右;竖向位移也得到了一定的减小，可减小5%左右;竖向应力值减小35%左右;土工格室的加固厚度对路堤总沉降变形影响不大，土工格室蜂巢约束系统，但对水平位移影响较明显;相同工况下土工格室的布置位置对处理效果影响不大。结合工程实践，对有限元分析结果和现场实测数据进行对比分析，结果表明:土工格室加固方法能有效地处理浅层饱和黄土地基。

　　采用土工格室对饱和黄土地基进行局部换填加固，形成水平向加筋复合结构体，以提高其地基承载力，在近几年的黄土地区高等级公路建设中已逐渐开始应用。笔者基于有限元软件 MARC，采用Visual Fortran 6. 5 对其进行了二次开发，编制了单元用户子程序，对浅层饱和黄土地基条件下，采用土工格室处理前后的位移特征和力学性状进行了分析，土工格室防冲浊，探讨了该种加固方法的适应性，同时结合甘肃省尹家庄—中川机场高速公路的工程实践，进行了现场测试，并对两者结果进行了对比，以便为饱和黄土地基处理的设计提供依据。

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，随着人们对土工格室特性的进一步了解，土工格室负担支撑，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，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》。

土工格室、土工格栅及土工布的加筋机理比较

　　介绍土工格室这种新型材料，并比较土工格室和土工格栅及土工布的加筋机理，前者是三维的，而土工格栅和土工布是二维的(平面的)，所以土工格室具有一定抗弯性，土工格室，能分散上部结构的竖向应力.

　　20世纪60年代，法国工程师H.Vidal在挡土墙设计中大胆采用镀锌钢带作为加筋材料并取得了很好的效果。随后他发表了很多有关加筋土方面的研究论文，促进了加筋土技术在挡土墙、路基、边坡和地基中的广泛应用，同时进行了相应的理论研究，为现代加筋土技术的发展奠定了基础。由于加筋土结构优良的工程特性和低廉的造价，迅速在全世界范围推广使用。随着土工合成材料的发展，加筋材料由初的金属片材变成由聚乙烯/聚丙烯为主要原料共聚而成的土工合成材料。不断出现先进的生产制造工艺使土工合成材料的强度、抗变形和抗老化的能力不断提高，使土工合成材料在土木、水利、交通、铁道和环境工程中得到广泛应用。