基于文克尔假定的土工格室加筋体受力分析

　　针对土工格室加筋体的受力变形特性，将格室体视为置于弹性地基上的梁基于文克尔假定建立考虑水平摩阻力，影响的土工格室加筋体的挠曲变形微分方程从而得到了土工格室加筋体在集中荷载和均布荷载共同作用下的挠曲变形幂级数半解析解。在此基础上分析了格室体长度格室，体刚度地基反力系数及筋土界面水平摩阻力，等因素对格室体挠曲变形及内力的影响结果表明格室体的设置可有效地减小路基沉降但也存在着尺寸效应，地基土体地基的反力系数对路基沉降有较大的影响该系数越大，路基沉降越小筋土界面水平摩阻力对格室体的挠曲变形及弯矩有一定程度的削弱作用在工程设计中值得考虑。

　　土工格室是世纪年代研发的一种新型，土工合成材料它是由高强度的高密度聚乙烯焊接或组装而成的三维蜂窝状结构，具有材质轻耐磨耐熟拉伸强度高刚性韧性好抗冲击力强等特点。可与格室内填充的砂石土等填料共同构成具有一定抗弯抗剪和抗压能力的柔性筏板基础来提高地基承载力，蜂巢格室，减少沉降和不均匀沉降目前该类土工合成材料不仅广泛应用于软土地基加固边坡防护挡土墙修建等岩土工程，而且因其与砂石等填料共同作用后形成良好的反滤排水隔离加筋保护及防渗等作用，而广泛应用于渠道防渗及水库大坝反滤排水防渗等水利工程中土工格室是一种极具发展前景的土工合成材料。国内外许多学者从不同角度对其进行了研究但因格室体的加固机理复杂。到目前为止其理论研究尚处于发展阶段其变形计算。尚无统一方法而变形是路堤设计的一个重要方面。因此有不少学者对格室体的受力变形进行研究取得了一些成果。如殷建华谈至明张福海等对传统的弹性地基梁理论进行改进在土工格室加筋体的竖向变形分析中考虑了筋土界面水平摩阻力的影响取得了良好的效果。但这些方法仍存在一些问题与不足如只给出了格室体在无限或半无限假定条件下的具体解答未给出其有限长梁解，且不能反映筋材拉力沿轴向变化实际情况为此本文拟对传统的弹性地基梁理论加以修正基于文克尔假定考虑筋土界面水平摩阻力的影响给出格室体荷载作用下受力变形的有限长梁幂级数解答。

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，蜂巢格室售价，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，它为立体结构，蜂巢格室定价，通过改变其深度和孔型组合，蜂巢格室价格，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。

活动铰链是由比较厚的模塑片组装而成，因而更耐弯曲。聚丙烯的一个缺点是它的低温脆性，当温度低至0℃时聚合物变脆，这可以通过与乙烯共聚来改进。聚丙烯与其他填料如碳酸钙和滑石粉混合能改善PP的刚性。其颜料、剂和成核剂与聚丙烯共混可得到特定的性能，碳黑加入聚丙烯后可以提高聚丙烯的户外抗紫外线性能。橡胶加到聚丙烯中可以改善其抗冲击强度，常用的弹性体之一是乙—丙橡胶，弹性体与聚丙烯共混形成相分离的弹性相。
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