土工格室于砂土之承载能力及动态特性试验研究

　　在沙漠地带中，在路基材料缺乏的状况下，利用土工格室与现场砂土可有效提高沙漠道路的承载力，并能达到经济效益与路基的设计要求。为了解土工格室于砂土路基的加筋行为，分别进行了静态承载板载重试验与动态载重试验，探讨土工格室加筋后的承载能力与动态特性。与未加筋砂土比较，土工格室发挥良好之加筋效果，其能提高砂土的承载能力;于静态承载试验中，承载能力随着土工格室高度增加而提升，放冲蚀土工格室，并有效减少沉降量之产生。在动态试验指出，土工格室加筋于砂土受动态反复作用下，增加土工格室高度，并不相对能提升加筋的承载成效。以动态载重试验反应公路的反复载重条件，土工格室，对于沙漠公路设计使用土工格室加固路基时，得以选择具有经济效益的优化方案。

　　沙漠地区开拓道路，因当地地质条件不佳而窒碍难行。现地路基皆为软弱砂土，无法确实承载车辆;又因碎石级配运送路程遥远，故为了有效且经济地进行道路拓展，方式即为利用现地砂土做为路基土壤。利用土工格室(Geocell)放置于软弱路面上，再以砂土填满格框，其所成的路面在承受载重时可藉由格框的束制能力，可减少回填料之侧向位移，进而减少沉降量，其效果比紧密土壤的承载能力还要好。如此可有效提高砂土路基之承载力亦可进行道路拓展工程。为能了解土工格室加筋于砂土的特性，本研究进行静态承载板载重试验与动态载重试验，评估土工格室加筋于砂土的承载与动态特性，以能符合现地动态载重行为。

      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。

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，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，边坡防护土工格室，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。

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