黄土路堤土工格室护坡冲刷模型试验研究简介

　　采用模型试验方法，以边坡坡率、汇水流量、土工格室规格为主要影响因素，进行了一系列的黄土路堤边坡冲刷对比试验。试验结果表明:对于黄土路堤边坡而言，有土工格室防护的坡面不会形成连续的冲沟，冲刷深度小于10cm，无土工格室防护的坡面，可形成连续的V型冲沟，冲刷深度可达20～30cm;采用土工格室防护时，可以减小40%的冲刷量，说明土工格室对黄土路堤边坡的冲刷防护效果明显，是一种有效的边坡防护方法;试验中得到的一些数据和结果，可为以后的边坡防护设计所借鉴。

　　就黄土路堤边坡防护的冲刷试验而言，目前大多是针对诸如浆砌片石或混凝土骨架护坡、预制混凝土框架护坡等措施开展研究的，而对于土工格室护坡的冲刷试验研究，则涉及较少。与圬工材料相比，土工格室具有很多优点:①轻便，抗拉强度高，蜂巢格室，便于运输;②价格便宜，经济合理;③整体性好，便于施工，格室可以根据需要加工;④耐久性好，使用年限可以达到40年，完全满足公路工程的需要。从改变流径、消减能量和分散坡面水流的角度来讲，土工格室防止边坡冲刷在理论上是成立的。为了检验其防护效果，并为以后黄土路堤边坡防护设计参数取值提供依据，笔者做了土工格室护坡的室内模型冲刷对比试验。

土工格室柔性挡墙变形规律及破坏机理数值分析

　　土工格室柔性挡墙在荷载作用下的变形性状较为复杂，本文采用岩土工程有限元分析软件Plaxis对柔性挡墙在不同工况下的变形规律进行了研究。计算分析了挡墙的高宽比、坡度以及填土表面荷载对于挡墙变形性状的影响。模拟结果表明，高宽比越大挡墙的水平位移量和自身的扰曲变形越大;挡墙顶部的水平位移随着坡度的减小而减小;填土表面荷载增大时，挡墙顶部的水平位移减小，但是总水平位移量和绕曲变形增大。模拟结果对土工格室柔性挡墙设计提供了可靠的依据。

　　近年来，随着我国改革开放政策的实施，蜂巢格室稳固路基，科学技术与国民经济日益进步。如何坚持开展科技创新，推广应用新材料、新技术、新工艺，“又快又好”地建造安全、适用、经济、美观、生态、环保型的支挡、防护结构，一直是困扰我们科技人员的难题。土工格室柔性生态挡墙的应用为我们提供了解决这个问题的较好的途径。土工格室(Geocell)是80年代初在国际上出现的一种新型土工合成材料，一般由高分子聚合物条带经强力焊接而成，是一种三维网状结构。它伸缩自如，运输方便，使用时张开并充填土石或混凝土料，构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体，广泛应用于土木工程各个领域。不同工况下柔性挡墙的变形规律本文采用岩土工程有限元分析软件Plaxis对柔性挡墙在不同工况下的变形规律进行了研究。计算中柔性挡墙墙身、基础和路基填土均采用Mohr-Coulomb模型，在土工格室结构层之间、挡墙与填土以及基础与填土的交界面上设置了接触面单元用以模拟土工格室结构层之间的相互作用以及土与结构的相互作用。本文分别计算了不同高宽比、不同坡度和填土表面作用不同大小荷载时柔性挡墙的变性特征。

土工格室的联接灵活，可任意组成一个整体，通过对材料本身的改性，及生产工艺的调整，可适应我国的大范围温差环境，由于高分子材料的稳定化学特性，产品可耐酸、耐碱，适应于不同的土质环境，经过热老化试验，折算其老化寿命为50年。

     津浦线宿州段于1993年全路范围使用了引进的土工格室产品，治理沉降路基挤塌病害，至今仍稳定良好，西南交大对10cm和15cm高土工格室及无土工格室(砂垫层)进行了三组静载试验，以及一百万次重复加载试验，得到了良好的评价。

     九十年代中后期，我国各种工程应用土工格室的范围不断扩大，工程效益及使用效果亦为广大工程设计部门专家认可，比较典型的是沙漠公路工程，软土路基加筋工程，边坡加固、绿化、铁路沉降治理。

     普通土工格室是用HDPE宽带经高频焊接加工制成的一种新型土工合成材料，它利用其三维侧限原理，适用于地基加筋，垫层和表面防护，蜂巢格室防治滑坡，它为立体结构，蜂巢格室支撑管道，通过改变其深度和孔型组合，可获得刚性或半弹性的板块，可以大幅提高软质、松散填充材料的承载能力。可广泛应用于修筑铁路、公路、沙漠、沼泽、滩涂、机场的软基处理和边坡防护，也可用于智力山体滑坡、挡土墙修建、桥台跳车，还可以用于城市绿化的植被保护。

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