疊梁試驗的土工格室墊層剛度確定方法

采用自行研制的500mm×500mm×400mm(長×寬×高)大尺寸直剪儀,對土工格室加筋土以及土工格室加筋水泥穩(wěn)定土的剪切性能進(jìn)行了試驗研究。通過大尺寸直剪試驗?zāi)M土工格室加筋土的剪切作用過程,得出加筋土剪切應(yīng)力與剪切應(yīng)變關(guān)系為非線性確定了土工格室加筋土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)以及土工格室對土的抗剪強(qiáng)度增強(qiáng)機(jī)理,土工格室加筋土的黏聚力提高較大,內(nèi)摩擦角變化相對較小。通過對素土和摻入量為5%的水泥穩(wěn)定土進(jìn)行常規(guī)直剪試驗、大尺寸直剪試驗和三軸壓縮試驗對比分析,探討不同試驗方法對抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的影響,得出3種試驗方法對應(yīng)的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)及其相對大小;即素土的摩擦角大小依次為:三軸試驗小于大尺寸直剪試驗小于常規(guī)直剪試驗,素土的黏聚力大小依次為:大尺寸直剪試驗小于三軸試驗小于常規(guī)直剪試驗;水泥穩(wěn)定土的摩擦角大小為:三軸試驗小于大尺寸直剪試驗,黏聚力結(jié)果比較大小依次為:三軸試驗小于大尺寸直剪試驗。

土工格室這種新型的土工合成材料與其它土工材料相比具有實用性強(qiáng)、價格適宜、應(yīng)用效果好等優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用到處理軟弱地基、路基護(hù)坡、加筋擋土墻、治理橋頭跳車等土建工程中。

應(yīng)用自行設(shè)計的拉伸裝置,選用黃土和砂兩種填料,并通過片材應(yīng)變值的測試,開展了土工格室結(jié)構(gòu)層拉伸性狀研究,得出了兩種不同填料的拉伸特性和拉伸變形規(guī)律。結(jié)果表明,土工格室結(jié)構(gòu)層拉伸破壞均發(fā)生于固定端(作用端)處,焊點強(qiáng)度是其主要控制因素,且土工格室砂結(jié)構(gòu)層拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)大于黃土結(jié)構(gòu)層;土工格室結(jié)構(gòu)層片材的拉伸應(yīng)變曲線明顯地表現(xiàn)為界面摩擦作用、格室受拉和破壞3個階段。

本文針對土工格室結(jié)構(gòu)層剪切性狀研究成果有限的現(xiàn)狀,通過大比尺模型試驗方法,研究了不同填料、不同剪切面、不同焊距的土工格室加筋層和未加筋填料的似粘聚力和摩擦角特征。結(jié)果表明:土工格室結(jié)構(gòu)層的平面剪切試驗與斜面剪切試驗相比,由于加筋體的直接參與,斜面剪切強(qiáng)度比平面剪切強(qiáng)度高的多;從提高的強(qiáng)度來說,主要體現(xiàn)在似粘聚力得到提高,內(nèi)摩擦角提高不大;不同型號的土工格室加筋以后,格室結(jié)構(gòu)層之間的抗剪強(qiáng)度提高幅度無明顯區(qū)別。

拉拔試驗?zāi)芨玫姆从臣咏钔两Y(jié)構(gòu)中筋材的加筋行為,采用自制的拉拔試驗裝置來測試高填方路堤的現(xiàn)場砂粒填料與土工格室的界面特性參數(shù),分析土工格室與土的界面摩擦作用,進(jìn)一步研究土工格室的加筋機(jī)理。結(jié)合工程實例,對土工格室處治高填方路堤進(jìn)行現(xiàn)場試驗,分析格室在路堤橫斷面的受力特點以及格室的加筋性能。試驗結(jié)果表明:土工格室拉拔受力是一個漸進(jìn)式的過程,隨著拉拔位移繼續(xù)增大,格室后面幾排網(wǎng)格依次受到填料的阻力,拉拔界面的剪應(yīng)力呈臺階式的上升;格室與填料的界面摩擦角大于填料本身的摩擦角,且拉拔系數(shù)k大于1.0,格室加筋性能遠(yuǎn)優(yōu)其他平面材料的加筋性能;在路堤橫斷面方向,格室承受拉應(yīng)力;在新舊路堤搭接處,格室受拉應(yīng)力最大,是重點需要處治的位置。研究表明格室能有效的約束路堤土的側(cè)向變形,同時土工格室所在層位起到了擴(kuò)散荷載的作用。

文章通過荷載板試驗對不同型號的土工格室粗砂結(jié)構(gòu)層的壓縮變形性狀進(jìn)行了研究。并分析了土工格室的高度、焊距對土工格室結(jié)構(gòu)層作用效果的影響。

分析了土工格室和土工網(wǎng)加固路基基床的主要機(jī)理,介紹了5組不同基床結(jié)構(gòu)的靜態(tài)原型尺寸模型試驗,通過基床結(jié)構(gòu)剛度k30值、應(yīng)力和變形的測試,驗證了土工格室和砂構(gòu)成的基床墊層在改善基床應(yīng)力分布、提高基床剛度、減少基床變形等方面的作用,并分析了其隨有關(guān)因素變化的相關(guān)規(guī)律,而土工網(wǎng)和砂構(gòu)成的基床墊層只能十分有限地改善基床的性能。兩種材料的試驗結(jié)果對比表明,與土工網(wǎng)墊層相比,土工格室墊層能夠更有效地提高基床以及整個線路結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度

介紹了土工格室的概念,闡述了土工格室在加固軟土地基、路堤邊坡防護(hù)、擋土墻及其江湖圍堰、沙漠地區(qū)筑路、處理橋頭跳車等方面的應(yīng)用情況,并分別給出了應(yīng)用實例加以論證,應(yīng)用效果良好。

土工格室坡面由于其獨特的結(jié)構(gòu)特性,其侵蝕過程與傳統(tǒng)坡面有較大差異.本文采用變坡試驗水槽,研究土工格室坡面在坡面流作用下的侵蝕規(guī)律.分析土工格室坡面流的流動特點及其與普通坡面流的差異,揭示了坡面侵蝕量隨坡度、流量、切應(yīng)力,以及繞流雷諾數(shù)的變化規(guī)律.結(jié)果表明,坡面侵蝕量遠(yuǎn)小于無格室的坡面;坡面累計侵蝕量和繞流雷諾數(shù)之間呈良好的對數(shù)函數(shù)正相關(guān)關(guān)系;平均侵蝕率與坡度、流量、切應(yīng)力之間均呈良好的冪函數(shù)正相關(guān)關(guān)系,且流量對坡面流侵蝕率的影響大于坡度,隨著流量的增大土工格室坡面流侵蝕能力的增率增大.

1.名詞概念: 土工格室： 土工格室是目前國內(nèi)外較為流行的一種新型的高強(qiáng)度土工合成材料，它是由強(qiáng)化的hdpe 片材料，經(jīng)高強(qiáng)力焊接而形成的一種三維網(wǎng)狀格室結(jié)構(gòu)。具有伸縮自如，運輸可縮疊，施工 時可張拉成網(wǎng)狀，填入泥土、碎石、混凝土等松散物料，構(gòu)成具有強(qiáng)大側(cè)向限制和大剛度的 結(jié)構(gòu)體。具有材質(zhì)輕、耐磨損，化學(xué)性能穩(wěn)定、耐光氧老化、耐酸堿等特性。由于它較高的 側(cè)向限制和防滑，防變形、有效的增強(qiáng)路基的承載能力和分散荷載作用，目前被廣泛地用于： 墊層、穩(wěn)固鐵路路基、穩(wěn)固公路軟地基處理、管道及下水道的支撐結(jié)構(gòu)、防止滑坡及受載重 力的混合式擋墻、沙漠、海灘和河床、河岸的治理等。 土工格柵： 土工格柵是由用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經(jīng)熱塑或模壓而成的二維網(wǎng)格狀或具 有一定高度的三維立體網(wǎng)格屏柵。具有強(qiáng)度大、承載力強(qiáng)、變形小、蠕變小、耐腐蝕、、摩 擦系數(shù)大、壽命長、施工方

平面應(yīng)變條件下土工格室加筋墊層的變形分析——將鋪設(shè)在軟土地基上的土工格室加筋墊層看作具有一定剛度的梁板。地基上梁板的變形計算一般以彈理論的文克爾假定為基礎(chǔ)。針對文克爾假定中不考慮水平抗力影響的問題，提出了考慮水平抗力的雙參數(shù)法，并以該法應(yīng)用于...

介紹土工格室這種新型材料,并比較土工格室和土工格柵及土工布的加筋機(jī)理,前者是三維的,而土工格柵和土工布是二維的(平面的),所以土工格室具有一定抗彎性,能分散上部結(jié)構(gòu)的豎向應(yīng)力。

土工格室是現(xiàn)代化建筑工程施工中一種常見的合成材料，本文通過從其特點、原理、構(gòu)成方面分析．著重探討品了其加筋墊層施工中應(yīng)當(dāng)注意的相關(guān)事項．以期對同類工程施工提供參考和借鑒。

利用室內(nèi)試驗測定了土工格柵加筋碎石土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度和土工格柵加筋粉砂土的回彈模量,分析了加筋層數(shù)和壓實度對加筋土的抗壓特性和變形特性的影響規(guī)律。試驗結(jié)果表明:當(dāng)格柵層距較小時,土工格柵加筋碎石土具有良好的抗變形韌性,且土的壓實度越高,其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度越大;與未加筋的純土相比,土工格柵加筋粉砂土的變形剛度有顯著提高,且格柵層數(shù)越多,提高的量越大。

土工格室能有效減少軟土地基上路堤的變形,并增強(qiáng)其穩(wěn)定性,但對于土工格室加筋土墊層路堤的臨界高度還少有研究。采用極限平衡分析方法,假定地基在路堤荷載作用下呈圓弧滑動破壞模式,將格室及其內(nèi)的填土視為復(fù)合體,考慮格室復(fù)合體的應(yīng)力擴(kuò)散作用和側(cè)向限制作用,提出了路堤臨界高度的計算模型,并將該模型值與建立的有限差分模型結(jié)果進(jìn)行對比,然后討論了格室高度、應(yīng)力擴(kuò)散角及格室復(fù)合體與地基接觸面摩擦系數(shù)對路堤臨界高度的影響規(guī)律。結(jié)果表明,理論分析和數(shù)值計算結(jié)果吻合較好；加筋路堤的臨界高度明顯大于未加筋路堤的臨界高度,并且增加此3種影響因素的取值均能提高路堤的臨界高度；同時增強(qiáng)格室的側(cè)向限制作用比提高格室高度和應(yīng)力擴(kuò)散角更有利于路堤的穩(wěn)定。

結(jié)合高速公路拓寬工程,采用彈塑性三維數(shù)值方法,借助三維薄膜單元模擬土工格室,分析山區(qū)高填方加寬路堤的位移與沉降規(guī)律,提出優(yōu)化的格室處治方案,同時進(jìn)行了現(xiàn)場試驗,分析格室處治后路堤深層側(cè)向位移與沉降規(guī)律。結(jié)果表明:數(shù)值模擬與現(xiàn)場試驗結(jié)果規(guī)律相符,高填方路堤在加寬路基自重荷載作用下豎向位移主要集中在加寬路堤的中上部,側(cè)向位移從路基頂面到底部逐漸減少。受上部路堤土俯沖荷載作用,加寬路堤底部側(cè)向位移相對附近土體較大。格室可有效減少高填方加寬路堤的側(cè)向變形及擴(kuò)散荷載傳遞。

橡膠砂作為輕質(zhì)耗能填料在土木工程中應(yīng)用越來越廣泛,土工格室加筋可提高橡膠砂的抗剪強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性.針對關(guān)于橡膠砂或加筋橡膠砂動力特性的認(rèn)知缺乏的現(xiàn)狀,通過大尺寸循環(huán)單剪試驗研究了橡膠砂分別在有無土工格室加筋情況下在水平循環(huán)荷載作用下的滯回特性.獲得了加筋和非加筋橡膠砂的滯回曲線、動剪模量曲線和阻尼比曲線,并應(yīng)用stokeo-darendeli模型對橡膠砂動力特性進(jìn)行擬合,得到了加筋和非加筋橡膠砂的動力特性參數(shù).基于對比分析,揭示了土工格室對橡膠砂動力特性影響的規(guī)律與機(jī)理.試驗結(jié)果表明:①土工格室加筋能限制橡膠砂中剪切帶的發(fā)展,使得橡膠砂在大應(yīng)變下的滯回曲線反s形特征減弱、阻尼比增大;②由于網(wǎng)兜效應(yīng)引起顆粒接觸法向應(yīng)力增大,土工格室加筋使橡膠砂動剪模量增大,且隨著橡膠含量的增高而增大愈明顯;③土工格室的加入降低了循環(huán)加載次數(shù)對橡膠砂動力特性的影響,并使得橡膠砂最大動剪模量隨橡膠含量和豎向壓力變化的速率減小.給出的土工格室加筋對橡膠砂動力特性影響的定量分析結(jié)果,可為后續(xù)研究和工程應(yīng)用提供參考.

針對橋頭跳車現(xiàn)象,介紹了用柔性搭板處治橋頭跳車的方法。通過工程實際應(yīng)用及現(xiàn)場試驗結(jié)果表明,土工格室柔性搭板能明顯分散局部荷載,減小路基的沉降,同時,能較好地協(xié)調(diào)橋臺和路堤的沉降差,防治橋頭跳車病害的發(fā)生。

結(jié)合貴昆線k238段病害路基的整治,采用了砂土夯實樁與土工格室聯(lián)合作用的基床加固方案。對鋼軌中間、軌縫接頭不同斷面位置在列車重復(fù)荷載作用下的長期累積變形進(jìn)行了觀測。測量數(shù)據(jù)表明,砂土夯實樁與土工格室聯(lián)合作用能夠改善基床的工作性能,減小累積下沉,用于既有線路的基床加固可取得較好的社會經(jīng)濟(jì)效益。

以新疆清水河至伊寧高速公路為依托工程,結(jié)合粉土物理力學(xué)特性,提出了采用土工格室對粉土地基進(jìn)行加固的方法。通過對土工格室加固粉土地基開展地基承載力、室內(nèi)剪切、水分遷移等試驗分析,論證了土工格室加固粉土地基的可行性,為新疆粉土地區(qū)公路設(shè)計提供了切實可行的技術(shù)依據(jù)。

在線彈性范圍內(nèi),根據(jù)均勻化理論,結(jié)合有限元方法預(yù)測了土工格室加筋層等效彈性模量.通過將不同的方法計算出的彈性模量與復(fù)合地基試驗資料對比,證實了采用均勻化理論分析土工格室的彈性模量是可行的.

土工格室在邊坡防護(hù)上的應(yīng)用效果顯著,適用于不同類型的邊坡形式,土質(zhì)、石質(zhì)邊坡在植草護(hù)坡上都可以利用土工格室護(hù)坡形式。本文根據(jù)土工格室的特點以及植物的生長形式對土工格室護(hù)坡的施工工藝進(jìn)行介紹,并且將此方法與混凝土預(yù)制空心六棱塊護(hù)坡進(jìn)行比較。在公路邊坡防護(hù)中,大多采用漿砌片石、漿砌片石(混凝土)骨架、混