土工格室在提速铁路路基加固中的应用原理分析

　　针对铁路既有线提速对路基带来的影响，根据路基受力原理，分析、介绍了土工格室加固路基的应用原理。

　　铁路路基作为轨道结构的基础，必须具有强度高、刚度大、稳定性和耐久性好的特性，并能抵抗各种自然因素的影响。既有铁路经过长期运营，其路基面大多不同程度出现翻浆冒泥、下沉外挤及路基排水不良等病害。近年来，在全路范围内普遍实施铁路提速，在既有线提速改造中，作为轨道结构基础的路基，如何满足高速、重载条件下的强度，是必须要面对并应解决的技术课题。土工格室就是近几年发展起来的一种行之有效的整治路基病害、加固提速路基的方法。本文结合浙赣线提速改造工程，对土工格室在路基加固中的应用进行分析。路基受力原理基床是铁路路基重要的组成部分，也是路基结构中薄弱的部分之一。基床表层直接承受列车传递的荷载，受动应力影响大，因此路基加固一般就是对基床进行加固。路基动应力路基动应力主要是指在列车运行时通过钢轨、轨枕、道床传到路基表面的动应力幅值和频率。列车提速后，既有线上路基所受动应力的变化决定路基技术条件的提高。在列车荷载作用下，路基动应力的幅值受诸多因素影响，尤其是机车车辆类型、轴重、列车运行速度和线路状态等。

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，土工格室固土，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，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，沙漠治理土工格室，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，土工格室，证实了该结论的正确性。

土工格室处理的软基沉降的有限长梁解

　　简述了土工格室作为垫层加固软基的作用机理，通过假设格层垫室沿路堤纵向无限长分布，路堤荷载沿路堤纵向不变，并简化为沿路堤中心对称分布的均布荷载，将格室垫层处理的软基沉降问题化作平面应变问题，从而格室垫层可看作Winkler地基上的有限长梁.采用能量法求得对称荷载作用下的沉降，并给出了算例。

　　土工格室是一种新型土工合成材料，由高密度聚乙烯宽带经超声波焊接而成，具有窝状格室结构，特点是伸缩自如，运输时可折叠，施工方便，只需张开格室填充土石料并压实即可。格室与填料构成一复合整体，这种复合体，相对软弱下卧层而言有相当的刚度和大的应力扩散角，能有效降低作用于卧层顶面的附加应力，可视为一个具有一定抗弯刚度的柔性筏基。在Winkler弹性地基模型的基础上，通过平面应变假设，将格室垫层看作一个整体，基于有限长梁的挠曲变形机理，将能量法用于格室垫层与软基共同作用下的沉降计算。土工格室垫层的结构组成及工作机理，结构组成根据目前的工程实践和经验，采用土工格室处理软基时，一般先在软基顶面铺一层厚10～30cm的粗砂，再铺设土工格室，将填料压实后，格室上部还有10～30cm的超高层。工作机理土工格室作为一种立体加筋结构，其筋材具有较大的抗拉强度。在铺于软基顶面时，格室侧壁能够对填料提供相当大的侧向约束，将松散的填料聚合为一个整体，并在荷载作用下对填料产生向上的摩擦力，大大增强了填料的强度和整体性。

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