土工格室-碎石桩双向增强复合地基大比例室内模型试验简介

土工格室-碎石桩双向增强复合地基大比例室内模型试验简介

　　为分析不同地基对其加固后的路基竖向承载力和竖向变形的影响，设计并完成了单纯软基、土工格室加筋地基、碎石桩复合地基和土工格室-碎石桩复合地基4组大比例室内模型试验，分析了经格室加筋垫层、碎石桩和土工格室-碎石桩加固后的路基竖向承载力和竖向变形变化规律。结果表明:经土工格室-碎石桩双向增强复合地基处治后的路基承载力大于单一碎石桩复合地基和单一土工格室加筋地基;土工格室加筋垫层具有良好的筏板和应力均化作用，从而使碎石桩桩顶沉降量明显减小，加筋垫层对路堤荷载下桩端沉降的影响不大;路堤荷载下，碎石桩桩顶沉降量小于同平面桩间土沉降量，大于桩端沉降量，以致路堤荷载下复合地基中桩间土先于桩体发生破坏。

　　随着对复合地基理论认识的提高以及实践经验的积累，土工格室河道治理特点，多种形式组合的复合地基技术已在软基处治中日益发展。由竖向增强体(桩体)和水平向增强体(土工加筋体)联合而成的双向增强复合地基，因其博采竖向桩体复合地基和水平向加筋体复合地基之长，可大幅度提高地基承载力，减少地基沉降量，土工格室河道治理种类，达到技术经济效益，从而被广泛应用于公路、铁路等软基处治工程。试验研究可直接揭示研究对象的某些特性，为理论分析提供良好的基础。室内模型试验具有投资相对较少、时间灵活、影响因素易控制等优点，成为揭示研究对象工作机理，探讨发展规律等的重要手段之一。目前，关于二维土工合成材料(如土工格栅等)与粘结材料桩(如混凝土桩等)组成的双向增强复合地基的试验研究相对较多，但有关土工格室(三维土工合成材料)与碎石桩(散体材料桩)组成的双向增强复合地基试验研究鲜有文献报道。陈艳平等曾对土工格室碎石垫层-碎石桩双向增强复合地基进行过室内模型试验研究，但该试验是按近1∶10的比例模拟现场研究对象，存在模型缩尺效应等问题。

土工格室+碎石桩处治软土路基设计计算方法

土工格室+碎石桩处治软土路基设计计算方法

　　通过对土工格室+碎石桩双向增强体复合地基这一新型地基处治技术的承载机理的分析研究，结合实际工程，以振动沉管碎石桩+土工格室为例，探讨了处治高速公路软土路基的技术方法。在此基础上，针对土工格室垫层与碎石桩复合地基共同工作构成荷载传递和支撑体系以提高地基承载能力的特点，建立了考虑格室体水平加筋作用的土工格室+碎石桩双向复合地基的简化计算模型，并给出了一便于工程应用的双向增强体复合地基承载力设计计算方法。后将该方法应用于京珠高速公路临长段地基处治实践。理论分析及实际工程实践表明，土工格室+碎石桩复合地基处治软土地基可充分发挥碎石桩的竖向承载能力及土工格室的水平加筋特性，两者共同工作可有效提高地基承载力。

　　近年来，多元型复合地基，如土工格室+碎石桩双向(竖向和水平向)增强体复合地基处理技术的出现与成长，为地基处理技术的发展开辟了一条新的途径。该技术在碎石桩复合地基上加设一层土工格室碎石垫层，可充分发挥水平向增强体复合地基和竖向增强体复合地基各自的优点。目前已在国内外的高速公路路基加固、台背填土加固、不良地质条件的旧路加宽改造等工程中得到了广泛应用。目前，对单一型复合地基(只采用水平向增强体或竖向增强体的复合地基)的研究已有不少，其计算理论，如沉降理论、承载力理论等已有不少成果。然而对于双向增强体复合地基的设计理论与方法的研究尚处于初级阶段。土工格室+碎石桩双向增强复合地基的受力特性及承载机理不同于单一型复合地基，其设计理论不可简单套用一般的单一型复合地基的设计理论。为此，本文拟从土工格室+碎石桩双向增强体复合地基的处理原理与方法入手，针对其受力特性，给出一便于工程应用的土工格室+碎石桩复合地基设计计算方法。

土工格室加筋粗粒土加筋效果分析

　　为了深入了解土工格室加筋粗粒土的加筋效果，土工格室河道治理，采用大型三轴试验方法分析了土工格室对粗粒土力学特性的影响，引入加筋效果系数对粗粒土加筋效果进行了评价，土工格室河道治理用途，探讨了加筋机理。结果表明:轴向应变较小时，土工格室加筋效果不明显，随着轴向应变的增加土工格室的加筋效果才比较明显。土工格室的各项加筋效果系数在不同围压下均大于1。土工格室不仅直接对格室单元内的土体进行加固，还间接地加固约束土工格室复合结构体附近的土体。

　　近年来，加筋土技术日趋成熟并广泛应用于土木工程领域。随着科技的进步与发展，新型土工合成材料不断问世，美国于20世纪80年代研发了一种新型三维土工合成材料———土工格室。通过许多工程领域的应用实践与科学研究，人们发现以其独特的立体结构，在特定的地质情况下有着突出的工程效能，而这些效能是用其它二维土工合成材料所达不到的。土工格室凭着独特而突出的工程效能在岩土工程领域得到了推广。土工格室在国内外已经应用于许多工程实践中，但是对于其加筋工作机理的研究认识仍不完善。国内外许多学者对土工格室加筋土进行了试验研究，得出了一些有参考价值的土工格室加固结论。目前关于土工格室加筋粗粒土的受力变形和作用机理的研究仍然相对较少，理论研究落后于工程实践，一定程度上限制了土工格室在岩土工程领域的进一步推广。本文通过大型三轴试验方法对土工格室加筋粗粒土的受力特性进行了分析，探讨了土工格室加筋效果及作用机理，为土工格室加筋技术在岩土工程的应用和理论研究提供实验基础

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