土工格室+碎石桩处治软土路基设计计算方法

　　通过对土工格室+碎石桩双向增强体复合地基这一新型地基处治技术的承载机理的分析研究，结合实际工程，以振动沉管碎石桩+土工格室为例，探讨了处治高速公路软土路基的技术方法。在此基础上，针对土工格室垫层与碎石桩复合地基共同工作构成荷载传递和支撑体系以提高地基承载能力的特点，建立了考虑格室体水平加筋作用的土工格室+碎石桩双向复合地基的简化计算模型，并给出了一便于工程应用的双向增强体复合地基承载力设计计算方法。后将该方法应用于京珠高速公路临长段地基处治实践。理论分析及实际工程实践表明，土工格室+碎石桩复合地基处治软土地基可充分发挥碎石桩的竖向承载能力及土工格室的水平加筋特性，两者共同工作可有效提高地基承载力。

　　近年来，多元型复合地基，如土工格室+碎石桩双向(竖向和水平向)增强体复合地基处理技术的出现与成长，为地基处理技术的发展开辟了一条新的途径。该技术在碎石桩复合地基上加设一层土工格室碎石垫层，可充分发挥水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基各自的优点。目前已在国内外的高速公路路基加固、台背填土加固、不良地质条件的旧路加宽改造等工程中得到了广泛应用。目前，对单一型复合地基(只采用水平向增强体或竖向增强体的复合地基)的研究已有不少，其计算理论，土工格室，如沉降理论、承载力理论等已有不少成果。然而对于双向增强体复合地基的设计理论与方法的研究尚处于初级阶段。土工格室+碎石桩双向增强复合地基的受力特性及承载机理不同于单一型复合地基，其设计理论不可简单套用一般的单一型复合地基的设计理论。为此，本文拟从土工格室+碎石桩双向增强体复合地基的处理原理与方法入手，针对其受力特性，给出一便于工程应用的土工格室+碎石桩复合地基设计计算方法。

土工格室防护边坡抗冲刷规律试验研究

　　采用变坡试验水槽对土工格室防护坡面的侵蚀规律进行了试验研究。试验坡度为5°~35°，放水流量1~2m3/h。基于传统的径流量和产沙量测定方法，土工格室型号，分析了土工格室边坡坡面的产沙演化规律。研究结果表明:土工格室的存在形成一系列沿格室边缘菱形分布的纹沟，与自然坡面的冲刷形态有本质区别;累计侵蚀量随坡度、流量的增大而增大;土工格室坡面的侵蚀主要发生在前10min，相同时段内的侵蚀量逐渐减小;同一流量条件下，土工格室坡面冲刷的侵蚀模数与边坡坡度之间呈良好的幂函数正相关关系。

　　土工格室护坡是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充种植土，然后均匀撒(喷)播草种进行绿化的一种护坡技术。由于二者的有机结合充分发挥了土工格室防冲固土和草的根系固土的作用，与传统的草皮护坡形式相比，大大提高了边坡的抗冲蚀能力，是一种符合国家注重环保、建设绿色通道要求的护坡技术，且施工方便简单，维护成本低，具有较高的环保、生态等方面的综合经济效益，土工格室作用，在目前的工程建设中得到越来越广泛的利用。有关土工格室防护边坡理论与试验方面的研究已取得了一些成果。由于植物生长有一个过程，土工格室防护边坡初期抵抗侵蚀的特性就显得特别重要。国内外学者或从理论，或根据小区野外实测资料和实验室测定资料出发，对坡面抗冲刷能力进行了大量的研究，取得了大量的研究成果。这些研究主要针对自然坡地，而对土工格室防护边坡初期抵抗侵蚀冲刷的规律的研究目前国内很少见到报道。本文通过室内放水冲刷模拟试验，揭示土工格室坡面初期土壤侵蚀过程，观察冲刷现象，定量比较不同坡度、不同流量条件下，土工格室批发，土工格室坡面抗冲刷能力。

土工格室界面特性与处治路堤现场试验分析

　　拉拔试验能更好的反映加筋土结构中筋材的加筋行为，采用自制的拉拔试验装置来测试高填方路堤的现场砂粒填料与土工格室的界面特性参数，分析土工格室与土的界面摩擦作用，进一步研究土工格室的加筋机理。结合工程实例，对土工格室处治高填方路堤进行现场试验，分析格室在路堤横断面的受力特点以及格室的加筋性能。试验结果表明:土工格室拉拔受力是一个渐进式的过程，随着拉拔位移继续增大，格室后面几排网格依次受到填料的阻力，拉拔界面的剪应力呈台阶式的上升;格室与填料的界面摩擦角大于填料本身的摩擦角，且拉拔系数K大于1.0，格室加筋性能远优其他平面材料的加筋性能;在路堤横断面方向，格室承受拉应力;在新旧路堤搭接处，格室受拉应力，是重点需要处治的位置。研究表明格室能有效的约束路堤土的侧向变形，同时土工格室所在层位起到了扩散荷载的作用。

　　土工格室是由高强度的HDPE宽带，经过强力焊接而形成的一片网状格室结构，作为一种新型的合成材料，在八十年代末九十年代初，欧美等国家就开始了大量的研发工作，并经试验和现场应用证明在提高一般填土承受动荷以及路基防护方面均有很大的功效。我国在九十年代初在吸收国外先进经验的基础上，开始了土工格室的开发研究工作，并在道路基床病害整治，固定松散介质的应用方面取得了重大突破。土工格室作为新型立体加筋材料的代表，与传统的平面加筋材料相比，其加筋性能具有更大的优势。美国学者McGown提出，对各种加筋土结构而言，起加筋作用的都是土工合成材料的抗拔阻力，他主张用拉拔试验来测定界面强度，同时获得埋在土内筋材的应力-应变关系。法国Schlosser认为，拉拔试验的优点在于测试结果能自动反映土体剪胀和压密状态，并较好模拟筋材在土内的工作条件。而土工格室加固地基处理已有较多的研究与应用，赵明华等(2009)探讨了土工格室-碎石桩双向增强复合地基的加固机理，邹静蓉等(2007)对土工格室加筋边坡变形和破坏力学机理进行了离心模型试验研究。

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