面加筋网材料—高强土工格室的诞生背景
无论是前一代的加筋网—土工网,还是第二代的加筋网—单拉与双拉格栅,它们所要解决的问题仍是土工的整体均匀受力的问题,便土工的整体性在应力作用下保持完整,土工格室标准,不会发生应力下的各种破坏形式,比如各种滑塌、失陷、局部的不均匀沉陷等影响工程竣工后使用的各种病害,加筋网在土体中的应用,主要也是通过两种渠道实现加筋土体的要求:一是通过网自身的高强度、低延伸,影响并改善被加筋土体的整体强度;二是通过网的层付布设加大对土体的影响比例来实现加筋稳定土体的作用。
因为被加筋的土体自身的存在形式是三维状态,而前一代及第二代嘲都是平面状态,一种平面状态的加筋材料要改善立体状态的土体的整体性能,它所做的贡献也是极其有限的,这就是为什么当专业人士在使用平面加筋材料时,会依据土体的具体状况将加筋材料进行多层位布设的根本原因。
在了解了加筋与土体的相互作用的途径之后,我们发现了一种更加有效的加筋土体的办法,土工格室,那就是要改善加筋材料自身的存在方式,即:将平面的加筋材料做成与土体状态相对应的立体加筋材料,尽可能的扩大对土体的影响比例。高强土格室就是在这种状况下诞生的。任何一种加筋刚都是通过它自身的存在状态(嘲格的形状与州格的厚度)与土体结合部位的结合状态完成加筋使命的。也就是说,如果这个同与土体的摩阻系数越高,它所能影响的土体比例就会越高,土体就会越稳定。让我们将平面的加筋材料与立面的加筋材料一高强土工格室比较一下,看它们在土体中的影响范围是制么状态。
抗滑桩联合土工格室的岸坡加固机理及计算模型
土工格室是为改善土体或填筑材料在结构和功能方面的特性而设计的一种三维立体网状侧向约束加筋体系。在边坡岸坡的加固中,土工格室一直被作为坡面的防护材料来使用,限制了其应用与发展。根据土工格室的这一特点,在岸坡加固中,探讨了抗滑桩联合土工格室的岸坡加固新模式,分析其作用机理,土工格室施工方法,包括土工格室的紧箍作用及其梁板效应、水平摩擦及抗拉拔作用、抗剪作用等;根据土工格室复合结构层的特点,将其看作具有一定刚度的梁板,建立了抗滑桩联合土工格室加固岸坡的计算模型,并进行了求解和参数讨论。后,将模型应用于实际工程中,验证了该加固模式和力学模型的适用性。
土工格室是20世纪70年代末80年代初,美国工程师团(U.S.Army Corps of Engineers)在对各种网格多孔状加固形式研究基础上,为改善土体或填筑材料在结构和功能方面的特性,而开发出的三维立体网状侧向约束加筋体系—土工格室侧向约束体系GCS(Geocell Confinement System)。从初利用铝箔和浸透树脂的纸作为格室材料,发展成为由高分子聚合物宽条带经强力焊接而成。其特点是伸缩自如,施工方便,使用时只需张开格室填充土石材料并压实即可形成具有一定厚度的加筋垫层。通过改变格室的深度,格室板块组合等,可获得刚性或半刚性的板块,它广泛应用于软基处理、边坡防护、挡土墙的修建、桥头跳车的处理、沙漠路基处理、滩头处理及机场建设等。与此同时,对土工格室的理论研究也逐步开展,并取得了一些成果,比较典型的有:Bathurst等根据Henkel和Gilbertd的橡皮膜理论进行了土工格室和土相互作用的研究,得出了土体视黏聚力增加的结论;Rqjagopalk作了进一步的实验分析,证实了该结论的正确性。