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,土工格室施工,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。
土工格室柔性挡墙极限主动土压力计算方法
利用有限元法分析了土工格室柔性挡墙水平变位特征,得到了墙体中部水平变位的分界点,提出了主动土压力的计算方法。分界点上部位移模式接近平动,土工格室植草,采用库仑主动土压力理论计算上部的土压力,分界点下部位移模式接近绕墙脚的转动,采用水平微分单元法计算下部的土压力,并比较了计算结果与实测结果。比较结果表明:土压力计算结果与实测结果沿墙高的分布形态及增长趋势基本一致,计算值比实测值略偏小一些,偏差.2kPa——9kPa,平均偏小为1.2kPa,可见土压力计算方法可靠。
土工格室是由高强度聚乙烯焊接或组装而成三维蜂窝状结构,土工格室,荷载作用下不仅可通过与土体上下接触面的摩擦提供侧向约束力来约束土体的侧向变形,而且可与格室内填料共同构成一具有一定抗弯、抗剪和抗压能力的柔性筏板基础,能有效扩散路堤荷载、改善软基应力分布、限制软土的侧向挤出,从而提高软基承载力、减少沉降及不均匀沉降。因此,该土工合成材料已广泛应用于公路、铁路等软基加固工程,成功解决了桥头跳车、软基沉陷、翻浆、塌方等常规方法难以处理的工程问题。目前,对于土工格室加筋体的变形计算较为常用的方法是将其视为置于弹性地基上的有限或无限长梁,而后采用弹性地基梁理论进行解答。置于软基上的土工格室加筋体受路堤荷载、车辆荷载等竖向荷载作用产生挠曲变形时,格室加筋体与其上下表面土体界面间将产生较大的摩阻力,该摩阻力反过来又将影响格室体筋材拉力及竖向变形的大小。而传统弹性地基梁理论由于不计入水平向地基反力的影响而未能考虑筋土界面摩阻效应影响,因此无法反映土工格室加筋体的实际受力变形状态。