土工格栅与土工格室加筋土的大型直剪试验和邓肯-张模型参数研究

　　基于梅河高速公路程江至华城段K20+638及K20+500处桥台加筋土台背处理方案，采用大尺寸直剪模型试验分析了土工格栅、土工格室加筋土以及土工格室加筋水泥稳定土接触面上的剪切变形特性，其剪应力-剪切应变曲线呈明显的非线性关系，采用邓肯-张双曲线模型能很好地反映土体的非线性特征，通过试验得到了土工格栅、土工格室加筋土界面的邓肯-张E-B模型参数，为今后土工格栅、格室加筋土桥台设计提供参考。

　　根据土工合成材料类型的差异，目前路桥过渡段常用的加筋处治方法包括两种:即平面结构的土工格栅加筋和三维结构的土工格室柔性搭板加筋。与常见的加筋类型如支挡结构、加筋陡坡、软土地基加筋等相比，路桥过渡段路基加筋的目的有较大差异，前者加筋之目的主要是为了提高稳定性和承载力，而桥头路堤使用加筋技术则是为了协调桥台与桥头路堤沉降差，从而消除桥头跳车，故桥头路堤的加筋作用机理也不尽相同。邓肯-张双曲线模型能较好地反映土体的非线性，概念明确、简单实用，5个试验参数均有一定的物理与几何意义，可以通过常规剪切试验获取，在工程中得到广泛应用。本文通过大尺寸直剪模型试验得到土工合成材料加筋的邓肯-张E-B模型参数，为今后土工格栅、格室加筋土桥涵台背设计提供参考.

土工格室在塔里木沙漠公路中的应用

　　土工格室作为一种加固土和沙粒的材料早应用于海湾战争的临时道路，土工格室施工方案，我国1993年试生产产品后，在塔里木沙漠公路中进行了实验，目前已将土工格室固沙作为沙漠等级公路（二、三级）的结构推广应用。

　　1、试验路段的自然地貌

　　试验路位于塔里木沙漠公路K105+200K107+200之间，即塔中路K181+221K183+215间。该路东侧为复合新月型沙丘链，沙丘类型复杂，相互叠置，土工格室，沙丘链的高度约数10米。西侧为塔中路，两者中线距离36.8M，塔中路西侧为数百至一千米的丘间地。试验路通过的地带地形较平坦，土工格室施工方法，地表有零星芦苇和红柳，试验路沿线有地下潜水，低洼处水位较高，地表下约2M处可见地下水

　　2、土工格室的材质试验

　　腾格里沙漠。冬季严重干旱．夏季酷热少雨”．日温差可达30度，年温差可达60度-七月份大部分地区极端高温在40度以上，地面温度可选70度以上，一月份极端温度可达零下30度，为此对土工格室进行了高温、低温老化性能试验，耐紫井线老化试验。

　　(1)材料耐高温老化试验证明：A、高温条件F的拉伸强度与低温条件下接近，相差5.2％；B、与常温条件下的拉伸强度相比，高温时差为3．4％，低温时差为-3.4％；C、与原强度值相比，2400小时后，高温强度增加3．4％，低温强度损失l、7％。

　　(2)焊缝耐温度老化试验表明，~2400d、时低温(零下25度)后t焊缝强度降低-强度损失6 65％。

　　(3)土工格室在现场露天堆放、曝晒、经历一夏、一冬．材质拉伸强度~25MPA-焊缝  强度为150KG／CM，均在正常强度范围

　　3、填充施工方法

　　将格室充分张拉开后用钢杆固定，质量管理用装载机在格室内填沙、碾压。

　　4、经济效益

　　仅用土工格室固沙即可用作临时道路，施工车辆可在其上直行，也可掉头，在其上铺设5CM左右沙砾石即可成为质量相当好的道路。采用10㎝土工格室至少可代替10㎝沙砾石，10㎝土工格室每公里用旦11.8吨，土工格室，而10㎝沙砾石每公里运输旦为1200吨。与现场修筑公路相比，可减少运量40%，同事避免了大量石料运输车对新建沙漠公路的破坏。当沙漠公路（肖塘为零公里）接近190公里时，土工格室方法与土工织物包裹沙砾石的方法造价持平，愈往沙漠腹地延伸，其优势愈明显。

　考虑水平摩阻效应的土工格室加筋体受力分析

　　视土工格室加筋体为置于Winkler弹性地基上的连续有限长梁，考虑荷载作用下格室体与其上下表面土体之间摩阻力影响，基于传统的弹性地基梁理论，建立出相应的格室加筋体挠曲变形控制微分方程。引入Galerkin法，导出具有对称荷载作用下格室加筋体的挠曲变形、转角、剪力及弯矩的非线性解析解。进而进一步分析探讨了格室体与土体之间的摩阻效应对土工格室加筋体内力及位移的影响。结果表明：水平摩阻效应对土工格室加筋体内力及位移有一定程度的影响。

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