土工格室加固浅层饱和黄土地基的有限元分析

　　基于MARC有限元软件，采用研编的单元用户子程序，对用土工格室处理浅层饱和黄土地基的效果进行了有限元分析(FEA)，结果表明:土工格室的有效影响深度为饱和黄土层厚度的50%左右，处理后的饱和黄土地基，水平位移在影响深度范围内可减小约17%左右;竖向位移也得到了一定的减小，蜂巢格室，可减小5%左右;竖向应力值减小35%左右;土工格室的加固厚度对路堤总沉降变形影响不大，但对水平位移影响较明显;相同工况下土工格室的布置位置对处理效果影响不大。结合工程实践，对有限元分析结果和现场实测数据进行对比分析，结果表明:土工格室加固方法能有效地处理浅层饱和黄土地基。

　　采用土工格室对饱和黄土地基进行局部换填加固，形成水平向加筋复合结构体，以提高其地基承载力，在近几年的黄土地区高等级公路建设中已逐渐开始应用。笔者基于有限元软件 MARC，采用Visual Fortran 6. 5 对其进行了二次开发，编制了单元用户子程序，对浅层饱和黄土地基条件下，采用土工格室处理前后的位移特征和力学性状进行了分析，探讨了该种加固方法的适应性，同时结合甘肃省尹家庄—中川机场高速公路的工程实践，蜂巢格室售价，进行了现场测试，并对两者结果进行了对比，以便为饱和黄土地基处理的设计提供依据。

      结构对比。土工格室(geocell)是20世纪80年代的一种新型土工合成材料，它是由高密度的聚乙烯宽带(PE，HDPE)经超声波焊接或锚接而成的具有蜂窝状格室结构，展开后呈蜂窝状的立体网格。而土工格栅是高分子聚合物材料经过定向拉伸形成的具有开孔网格，较高强度的平面网状材料。如果令土工格室的高度为0，则土工格室在形态上就和平面型的土工布、土工网、土工格栅相类似。此时，土工格室便由三维结构变成了二维平面网状结构，筋土之间的约束挤密作用变成了平面相互摩擦的效应。可以这样认为，平面的土工布、网、格栅可以看做是土工格室的一种特殊应用形式。因为土工格室具有一定的高度，聚合物片材较厚，强度和模量很大，焊接强度高，和填筑与其中的材料一起组成刚度很大的板体结构，具有一定的抗弯作用，从而分散上部结构的竖向应力。

土工格室在建筑领域的重要性　　土工格室在土工领域具有推广作用，材料本身除具有较好的力学性能外，蜂巢格室供应价，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。由于土工格室的刚性特征，它还能实现机械化施工。　　土工格室是利用具有一定高度的格室片材与其内部填充料相互作用构成一个三维网状结构进行加筋，在格室对填料侧向约束作用 和格室侧壁对填料的向上摩擦作用的共同影响下，形成一个具有较大抗压强度和抗剪强度的以及抗弯刚度的复合体。　　土工格室加筋结构的作用主要是把基础荷载扩散在其下卧层的更大面积上，由此来减少载荷强度，降低结构体的剪应水平，蜂巢格室价钱，并增加土体模量和强度，从而大幅度减小土体的水平位移和竖向位移。并在此过程中，很好的发挥了土工格室的稳固公路及铁路地基;很好的承载重力以用于堤防和浅水滩的治理;在接受施工人员的积极反馈后，得知本厂生产的土工格室能在遇到软基地时能大大的减轻施工劳动强度，很好的降低了工程造价。

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