土工格室是一种采用高密度聚乙烯(HDPE)片材焊接而成的蜂窝状三维立体网格结构,伸缩自如,可以折叠,施工时张拉成格网,具有材质轻、耐磨损老化、耐腐蚀、拉伸强度高、抗冲击力强、运输方便等优点。土工格室植草护坡是指将土工格室展开,通过铆钉将其固定在坡面上,然后在格室内充填种植土,喷播草籽,再浇水养护的一种复合型生态护坡技术。这种柔性护坡形式具有良好的防护作用和绿色环保效应:(1)种植土包裹于蜂窝状的格室单元内,大大减少坡面土壤流失;(2)直接在格室中填土种草,发达的植物根系起到联接、加筋坡面土体的作用,其保持水土的作用可减缓雨水冲刷和入渗,且绿化环境;(3)降雨形成的坡面水流受到格室片材的限制,分散坡面径流,使得水流路径加长,水流冲蚀作用相对分散,起到消能防冲的作用;(4)水流可以从格室侧壁的孔洞流出,或经特设的土工复合排水体排出,避免形成暗流,避免坡面与防护体之间形成潜蚀性破坏[2]。土工格室植草边坡防护技术成本低,施工简便,且具有较高的环保、生态效益,在工程中得到了广泛应用。
土工格室柔性搭板处治的路桥过渡段差异沉降三维数值分析
应用MARC软件,PCA格室绿化边坡,建立路桥过渡段差异沉降的三维计算模型。基于该模型及不同的地基沉降模式,分别对土工格室加筋体和柔性搭板消化地基沉降、协调和控制桥头差异沉降的作用机理及其对地基沉降的适应性进行了三维数值分析。结果表明:土工格室复合体限制了周围土体的侧向变形,减小了路堤本身的压缩变形;同时,土工格室柔性搭板能有效地阻止上层土体向下沉降,减小路基竖向应力,使得桥台与路堤之间的沉降差在较广的范围内得到平缓过渡。
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有2种,格室绿化边坡,即平面结构的土工网或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。前者加筋主要是为了提高稳定性和承载力;而在桥头路堤使用加筋技术则是为了使桥台与桥头路堤沉降差得到平稳过渡,从而消除桥头跳车。可见桥头路堤的加筋作用机理不完全相同。目前对桥头路堤加筋作用机理的分析除了采用室内模型试验外,有限元数值模拟是另一种重要方法。周志刚等运用自行编制的二维有限元程序,对土工网处理桥头差异沉降进行了分析。此后,随着加筋材料本构模型及界面模型的发展,桥头路堤加筋技术的有限元数值模拟得到进一步发展。由于受计算技术的限制,自编程序通常只能模拟二维平面工况,而筋材在桥头路堤纵断面和横断面布置有限,其作用性状受桥台与路基边坡的影响较大,因此二维平面工况很难综合考虑这些边界条件,从而影响了有限元数值模拟的可靠性