土工格栅、土工格室加筋垫层对软土地基沉降控制效果的有限元分析

　土工格栅、土工格室加筋垫层对软土地基沉降控制效果的有限元分析

　　结合秦沈客运专线现场测试及室内模型试验的结果，利用有限元法，分析1层土工格栅、2层土工格栅和1层土工格室加筋垫层对软土地基变形的控制效果，比较现场试验与室内模型试验中加筋效果的差异。

　　加筋土技术首先由法国工程师Ｖｉｄａｌ于20世纪60年代提出，PCA土工格室施工，并运用该技术建成了一段加筋土挡墙，同时，他还预见到加筋材料可以提高地基承载力。在以后40多年中，加筋土技术作为土木工程领域的一项新技术得到迅速发展。运用土工合成材料加筋垫层进行软土地基处理是一种浅层处理方法。实践证明，加筋垫层能够较好地均化地基应力，减少不均匀沉降，约束地基侧向变形，提高地基稳定性，是一种简单快速和经济的处理方法。但总的来说，目前对加筋机理的研究还落后于工程实践，许多实践证明是成功的工程却难以从理论上加以解释，设计上还不能正确描述工程实际的性状。这种理论研究滞后于工程实践的现象在相当大的程度上限制了加筋技术的推广应用。本文结合现场试验和室内模型试验，利用有限元法，分析1层土工格栅、2层土工格栅和1层土工格室加筋垫层对软土地基的加固效果，比较现场试验与室内模型试验中加筋效果的差异。

       土工网是高密度聚乙烯（HDPE）加抗紫外线助剂加工而成，具有抗老化、耐腐蚀等特征。公路、铁路路基中使用可有效地分配荷载，提高地基的承载能力及稳定性，延长寿命。在公路边坡上铺设，可防止滑坡，保护水土，绿化土工格室施工，美化环境。水库、河流堤坝防护铺设（CSTF/W151土工网）可有效的防止塌方；在海岸工程中用其柔韧性好，渗透性好的特点来缓冲海浪溃冲击能量。

　　目前有些工程单位往往根据其工程所在地的气候、交通条件等，对现行规范规定的矿料级配范围进行调整，自行确定设计级配范围。

　　对夏季温度较高，且高温持续时间长，但冬季不太冷的地区或者重载路段应重点考虑抗车辙能力的需要，减少4.75mm及2.36mm的通过率。选用较大的设计空隙率，当采用密级配混合料时，宜选用粗型密级配沥青混合料；对冬季温度较低，且低温持续时间长的地区，或者非重载路段，应在保证抗车辙能力的前提下，充分考虑提高低温抗裂性能，适当增大4.75mm及2.36mm的通过率。选用较小的设计空隙率，当采用密级配混合料时，宜选用细型密级配沥青混合料；对夏季温度高，且持续时间长，冬季又十分寒冷，年温差特别大，又属于重载路段的工程，高温要求和低温要求发生矛盾时，应以提高其高温抗车辙能力为主，兼顾低温抗裂性能的需要，在减少4.75mm及2.36mm的通过率的同时，适当增加0.075mm的通过率，使其级配范围成S型，并取中等或偏高水平的设计空隙率。

　　Superpave要求设计空隙率为4%，当施工压实度达到97%时，竣工的空隙率≤7%，这是为防止渗水的界限。大量资料已经证明，当空隙率＞8%，特别在8%～12%间，渗水严重，同时在空隙率＜5%时，PE土工格室施工，沥青老化很轻微，而空隙率>7%后，沥青老化则急剧增大。如设计空隙率太小，例如＜3%，甚至2.5%，土工格室施工，则在高温时，由于沥青膨胀而造成泛油或车辙，也已为实践所证明。

　　Superpave的集料组成是在前人理论研究和实践经验基础上，以控制点和限制区表示，限制区可以作为集料组成种类划分的中心控制点。当组成从中心控制点下通过时，适用于大交通量和高温地区；当组成从中心控制点上方通过时，适用于中、轻交通量和低温地区。

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