双向增强复合地基土工格室加筋体变形分析
为解决现有梁、板法不能同时考虑桩土差异刚度、布桩形式以及摩阻效应对土工格室加筋体变形影响的问题,将单桩影响范围内的土工格室视为受上部荷载、水平摩阻力及桩土支撑力共同作用下的弹性圆薄板,并基于Winkler假定考虑了土工格室与桩土加固区的变形协调;根据单元体静力平衡建立了考虑水平摩阻效应的格室体挠曲变形控制微分方程,利用Bessel复变函数构造出不同条件下的挠度解析表达式,在此基础上得到了双向增强复合地基网下桩土应力比、沉降及桩土差异沉降的计算公式;采用室内试验对该方法进行了验证,并在此基础上利用该方法探讨分析了格室加筋体的复合弹性模量、水平摩阻系数、桩土刚度比等因素对双向增强复合地基网下桩土应力比和沉降的影响。研究结果表明:与实测值的对比结果显示该方法具有可行性;摩阻效应对桩土差异沉降影响较大,且在桩土刚度较大或加筋体复合弹性模量较小时,摩阻效应对桩土应力比、沉降影响亦十分显著。
双向增强复合地基工作情况可以用土工格室垫层的变形表示,桩土沉降等参数也可以根据其变形来进行计算,目前模拟格室体的“柔性筏板”作用主要是格室加筋体板、梁结构计算。格室加筋体的受力很复杂,不仅受到桩与桩间土的支撑力以及还有路堤的竖向压力,而在变形的时候上下界面受垫层填料的摩阻力,然而目前在模拟格室体的方法上又存在一定的局限性,土工格室,因此对土工格室变形计算进行研究是十分有必要的。
土工格室公路工程应用技术指南
土工格室是一种具有立体网状结构的新型土工合成材料。采用该种材料的组成的柔性结构体系具有整体强度高、刚度大、抗腐蚀、耐老化等优良的特性。与其它土工材料构成的结构层相比回弹模量和变形模量可提高一倍以上,地基承载能力大于180kPa,与现有的加固方法相比,工程总造价可降低10~15%。并可以实现公路沿线的生态恢复功能,土工格室施工,达到绿化、美化环境的目的。2001年至2004年课题组通过对土工格室柔性结构层系统的力学性状试验、室内模型试验、数值优化及实体工程的现场测试分析等,对其力学与工程应用性状进行了大量的研究工作,取得了许多有价值的研究结论。2005年12月该课题被验收鉴定为国际先进水平,2007年被中国公路学会评为交通公路科技进步叁等奖。
为了深化研究并推广应用该成果,为相应规范(或规程)修订和增补提供必要的基础数据和科学依据。我们编写出了这本《土工格室公路工程应用技术指南》手册,旨在方便设计单位、施工单位、监理单位、建设单位、质检单位等工程各参建单位参考运用,我们相信随着项目的进一步推广,将会取得更加显著的经济、社会效益。