强土工格室加筋砂土地基模型试验研究

　　分别针对纯砂地基和高强土工格室加筋地基进行多组模型试验，研究了单层土工格室埋深、焊距以及地基土压实度对地基承载力和变形特征的影响，并结合格室拉应变和筋材下方附加土压力的分布规律，以及地基和筋材的极限破坏状态，总结了高强土工格室加筋地基的作用机理.结果表明:相比纯砂地基，土工格室加筋能的地基承载力提高2倍多，可以减小地基沉降，并提高土体抗变形能力;加筋效果随格室埋深、焊距的减小和地基压实度的增加不断提高.影响程度从大到小依次为:砂土压实度、格室埋深、格室焊距;中间高强格室单元充分利用其抗拉强度，发挥侧限作用，有效扩散土中应力。

　　研究背景随着加筋技术的不断发展，土工合成材料也经历了几代演变，从土工布、土工网等低强度材料发展到现在普遍采用高强度、低延伸率的土工格栅和土工格室。普通土工格栅通常被看成具有较高抗拉强度的膜，但它对剪应力和竖向应力的扩散几乎不起作用，在工程应用中易产生较大的沉降变形。而早期生产的土工格室网带抗拉强度并不高、延伸率大，导致格室在使用过程中发生较大变形，不能有效控制土体侧移，阻碍了它在加筋领域的推广。本试验所采用的高强土工格室为整体式土工格室，蜂巢格室，其抗拉强度指标提高，断裂延伸率减小，同时解决了早期土工格室结点弱的缺陷。将土工格室置于地基中，形成筋土复合加筋层，能有效提高地基承载力，减少地基沉降，相比换填和预压等传统地基处理技术，加固效果更明显，但其加筋机理至今研究并不十分深入。Rea和Mitchell首先通过采用纸质格室研究加筋砂特性，发现加筋砂复合体的破坏形式为冲剪破坏，并认为土工格室约束了砂的侧向变形，而土工格室的拉伸抗力，即“环向应力”使格室内填土的围压增大，增加了填料的强度和刚度。

土工格室加筋土强度特性研究

　　为了探明土工格室加筋土的补强机理，蜂巢格室用于河渠保护，为其合理的工程设计和应用提供理论上的依据，通过三轴剪切试验对土工格室加筋土的强度特性进行了研究，并与筋材平铺加筋土的强度特性作比较。试验结果分析表明，用土工格室作为加筋材料，可以显著提高土体的抗剪强度，且其抗剪强度高于筋材平铺加筋土；加筋方式、加筋密度等对应力-应变曲线形状影响较大；要使土工格室加筋土强度得以充分发挥，需要较大的应变；在加筋率相同且格室平面尺寸也相同的条件下，土工格室高度较小的多层土工格室，其加筋土（复合体）的抗剪强度有所增大、整体性将会增强。

　　土工格室加筋土不同于一般的加筋土。已有的对土工格室加筋土强度特性的研究，基本上都是对其常规强度特性和工程效果等进行理论分析。这些研究对揭示土工格室加筋土的工作机理，推动其工程应用提供了理论依据，但对土工格室的结构、布置形式、加筋率等这些工程设计所涉及的具体参数，及加筋土体变形对加筋效果的影响研究较小，还需要进一步的试验研究。本文通过三轴剪切试验对土工格室加筋土的补强机理、强度特性进行研究，并与筋材平铺加筋土的强度特性作比较，PCA蜂巢格室，为其合理的工程设计和应用提供依据。土工格室加筋土的工作机理传统的加筋土是将具有较大变形模量和足够大抗拉与黏着强度的加筋材料成层平铺埋置于填土中，构成一个土筋复合体。其作用是相当于筋材给土体提供了一个附加的侧向约束力，使土体的强度得到提高。

土工格室的特点和应用领域　　土工格室是目前国内外较为流行的一种新型的高强度土工合成材料，它是由强化的hdpe片材料，蜂巢格室河道治理，经高强力焊接而形成的一种三维网状格室结构。具有伸缩自如，运输可缩叠，施工时可张拉成网状，填入泥土、碎石、混凝土等松散物料，构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体。　　土工格室具有： 1、材质轻、耐磨损，化学性能稳定、耐光氧老化、耐酸碱，适用于不同土壤与沙漠等土质条件; 2、较高的侧向限制和防滑，防变形、有效的增强路基的承载能力和分散荷载作用;3、改变土工格室高度、焊距等几何尺寸可满足不同的工程需要; 4、伸缩自如，运输体积小;联接方便、施工速度快。　　土工格室应用在工程中，性能优越，抗拉强度相对于普通格室提高了10倍，更好的增加了它对基础工程的稳定性，而延伸率几乎缩小了10倍。处理半填半路基在地面自然坡度徒于1：5的斜坡上修筑路堤时，路堤基底应挖台阶，风沙地区路基 台背路基填土加筋多年冻土地区路基黄土湿陷路基处理，削减路面开裂。
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