土工格栅与土工格室加筋土的大型直剪试验和邓肯-张模型参数研究

　　基于梅河高速公路程江至华城段K20+638及K20+500处桥台加筋土台背处理方案，采用大尺寸直剪模型试验分析了土工格栅、土工格室加筋土以及土工格室加筋水泥稳定土接触面上的剪切变形特性，其剪应力-剪切应变曲线呈明显的非线性关系，采用邓肯-张双曲线模型能很好地反映土体的非线性特征，通过试验得到了土工格栅、土工格室加筋土界面的邓肯-张E-B模型参数，为今后土工格栅、格室加筋土桥台设计提供参考。

　　根据土工合成材料类型的差异，目前路桥过渡段常用的加筋处治方法包括两种:即平面结构的土工格栅加筋和三维结构的土工格室柔性搭板加筋。与常见的加筋类型如支挡结构、加筋陡坡、软土地基加筋等相比，路桥过渡段路基加筋的目的有较大差异，前者加筋之目的主要是为了提高稳定性和承载力，土工格室，而桥头路堤使用加筋技术则是为了协调桥台与桥头路堤沉降差，从而消除桥头跳车，故桥头路堤的加筋作用机理也不尽相同。邓肯-张双曲线模型能较好地反映土体的非线性，概念明确、简单实用，5个试验参数均有一定的物理与几何意义，可以通过常规剪切试验获取，在工程中得到广泛应用。本文通过大尺寸直剪模型试验得到土工合成材料加筋的邓肯-张E-B模型参数，为今后土工格栅、格室加筋土桥涵台背设计提供参考.

土工格室坡面侵蚀水流含沙量的变化

　　侵蚀过程中水流含沙量的变化是产沙、水沙关系消长及演变过程的重要指标，实验中重点观测了不同坡度和水流条件下径流含沙量的变化过程，可见相同流量不同坡度条件下土工格室坡面侵蚀水流含沙量随时间变化过程的实验观测结果。

　　在相同流量、不同坡度条件下，土工格室坡面流的含沙量随径流过程表现为总体较平稳下降，后趋于相对稳定的变化趋势，但坡度越大，土工格室坡面流的含沙量越大。一方面是由于初期坡面浮土的存在，另一方面是因为在冲刷初期坡面相对较平整，阻力较小，用来挟带泥沙颗粒的能量较大。随着冲刷的进行，阻力不断增大，水流挟沙能力降低，当坡面的补给与侵蚀能力处于平衡时，便形成稳定的坡面流含沙量。

　　坡面径流的侵蚀能力随着坡度增大和流量的增加而持续增加，说明坡度越陡，坡面流流量越大，坡面受到的侵蚀越严重，土壤侵蚀率越高．同时流量的增大，也使得坡面流相对动能增加，水流的挟沙能力增强。另外， 通过观察不同流量下侵蚀率随坡度的变化曲线发现，供应土工格室，随着流量的增加，曲线由缓变陡，即流量越大，其对侵蚀量的影响越大。

土工格室应用于桥台背后填筑施工操作要点

　　(1)整平下承层。机械整平人工配合，专人指挥，以免出错。

　　(2)钻眼锚固施工。依据图纸，计算各层的设计高度、长度、宽度，塑料焊接土工格室，测出土工格室首层高度(以下各层同首层)并进行钻眼放样。钻机选用BTGJD2型冲击旋转钻机，施工时利用冲击器的冲击力将钻头打入台背，形成深约100cm的孔眼，然后用<20钢筋插入孔眼中，安好卡子，对好插销，进行锚固。每个插销可设2个孔，2个孔眼必须对称，便于锚固。

　　(3)张拉土工格室且设立锚固钢筋。张拉前应插入锚固钢筋，并用锚固钢筋锁紧固定土工格室，土工格室厂家，使其铺开。连接土工格室四周采用钢钎或锚固钢筋，与桥台和侧墙连接处采用膨胀螺栓连接;然后调整使插销对眼，与张拉可同时进行。

　　(4)对接插销。纵横向相临土工格室板块采用合页式插销整体连接，其连接件为专利产品。

　　(5)摊铺各层土工格室完毕后应当在其孔眼内填塞砂、石料，以达到锁定及加筋补强作用。首先对铺筑地面进行平整，并形成纵横向坡度。填筑时，每层必须分层填筑，每层需铺厚度不大于30cm，但不宜小于20cm。与路基填料结合处应挖土质台阶，不能用大型压路机碾压，应采用小型手推振动夯、手推振动压路机或重型蛙式打夯机，以确保台背填料的压实度，锥坡内填料压实度不小于90%，路面底基层以下2m不小于95%。

　　(6)土工格室的纵向铺设上长下短，可采用缓于或等于1∶1的坡度自上而下逐层缩短纵向铺设长度，下一层的铺设长度应小于纵向铺设长度Lmin。

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