土工格室柔性搭板处治的路桥过渡段差异沉降三维数值分析

　　应用MARC软件，建立路桥过渡段差异沉降的三维计算模型。基于该模型及不同的地基沉降模式，分别对土工格室加筋体和柔性搭板消化地基沉降、协调和控制桥头差异沉降的作用机理及其对地基沉降的适应性进行了三维数值分析。结果表明：土工格室复合体限制了周围土体的侧向变形，减小了路堤本身的压缩变形;同时，土工格室柔性搭板能有效地阻止上层土体向下沉降，减小路基竖向应力，使得桥台与路堤之间的沉降差在较广的范围内得到平缓过渡。

　　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有2种，即平面结构的土工网或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。前者加筋主要是为了提高稳定性和承载力;而在桥头路堤使用加筋技术则是为了使桥台与桥头路堤沉降差得到平稳过渡，从而消除桥头跳车。可见桥头路堤的加筋作用机理不完全相同。目前对桥头路堤加筋作用机理的分析除了采用室内模型试验外，有限元数值模拟是另一种重要方法。周志刚等运用自行编制的二维有限元程序，对土工网处理桥头差异沉降进行了分析。此后，随着加筋材料本构模型及界面模型的发展，桥头路堤加筋技术的有限元数值模拟得到进一步发展。由于受计算技术的限制，自编程序通常只能模拟二维平面工况，而筋材在桥头路堤纵断面和横断面布置有限，其作用性状受桥台与路基边坡的影响较大，因此二维平面工况很难综合考虑这些边界条件，从而影响了有限元数值模拟的可靠性

土工格室简介

　　1、 概述

　　土工格室是一种具有独特立体网状结构的新型土工合成材料，土工格室，工程上常用的主要有二类。一类是由土工格栅装配构成的土工格室，另一类是由改性聚烯烃为原材料经挤出成型分切，再由超声波焊接而成的土工格室。目前，我国使用的土工合室基本上是改性聚烯烃片材经超声波焊接而成的产品。由于该类土工格室的生产流程长、成型工序多、应用环境复杂多变。因此，构成该产品的原材料及制成品应满足以下要求：  ①材料本身除具有较好的力学性能外，还需具有较好耐低温、高温、耐酸碱腐蚀、耐霉变和抗老化性能；  ②为适应土工格室的制备工艺要求，还需具有较好的可焊接性； ③整个网络体系强度需一致；  ④具有较好的组件连接功能，以保证土工格室整体强度的一致性。 由于我国目前实行的聚烯烃土工格室技术标准较低，在原材料选取、生产工艺流程上还没有统一标准，特别是在工程应用上还未制定出相应的技术规范，土工格室施工方案，各研究和设计单位针对同一产品所检测出来的结果存在差异。造成差异的原因主要是试验方法不尽相同所致，极大地制约着土工格室在土木工程领域的推广使用。为此，对土工格室材料性能的试验检测方法进行研究，确定其取值范围是十分必要的。

　　1、原材料及基本特性

　　由于土工合成材料受使用环境和使用费用的限制，土工合成材料一般选用通用树脂材料作原料，如聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚苯乙烯等。在工程上使用的土工格室产品一般选用的材料是高密度聚乙烯和乙烯丙烯共聚的聚丙烯材料。

　平面应变条件下土工格室加筋垫层的变形分析

　　将铺设在软土地基上的土工格室加筋垫层看作具有一定刚度的梁板。地基上梁板的变形计算一般以弹理论的文克尔假定为基础。针对文克尔假定中不考虑水平抗力影响的问题，提出了考虑水平抗力的双参数法，并以该法应用于土工格室加筋垫层工法的变形分析。

　　土工格室是一种新型特种土工合成材料，它是由高密度的聚乙烯宽带焊接而成的具有立体格室结构的材料。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。本文将讨论土工格室加筋垫层变形的分析方法。加筋土的变形分析主要有两种思路:一是把加筋土看成为由土与筋材两种不同材料组成，二者通过界面相互影响，相互作用;二是把加筋土视为宏观均匀的复合材料，土与筋材的相互作用表现为内力，只对复合材料的性质产生影响，而不直接出现在应力应变计算中。前一种思路比较合理，而且也是比较有前途的一种分析思路但是，土工格室 规格，土与筋材间的界面参数不易测定。所以本文采用第二种思路，将土工格室垫层看作宏观均匀的各向异性复合板，土工格室护坡，运用应用弹性地基上梁板的原理，得出变形的计算方法，并分析堤坝下土工格室加筋垫层变形特性。

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