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，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，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，土工格室河道治理规范，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。

聚烯烃土工格室的研制

　　土工格室是一种具有立体网状结构的土工合成材料。其独特的三维立体结构可有效地约束网格内的填充物，与填充物一起形成稳定的结构层，显示出其他平面土工合成材料无法相比的工程效果，正广泛地应用于软弱路基加固、边坡防护、挡土墙修建等工程。聚烯烃土工格室产品是以改性聚烯烃为原料，经挤出成型分切再超声焊接而成，展开后呈立体蜂窝状结构的土工合成材料。因土工格室的生产流程长、成型工序多、应用环境复杂多变等特点，因此，对生产该产品的原材料及产品有如下要求:(1)产品有较好的机械性能，以防止在施工过程和应用过程中受到较强的外力、硬物穿刺等的破坏。(2)产品长期在复杂的环境中使用，故选择材料时应考虑耐酸碱性和耐霉变等因素。(3)材料应有较好的抗老化性能，土工格室河道治理，以满足在工程中长期稳定使用的需要。(4)我国广阔的地域，南北气温变化大，产品所用材料必须有较好的耐低、高温性能。(5)为适应土工格室的制备工艺要求，土工格室河道治理型号，材料还需具有较好的可焊接性。(6)产品在工程应用中要求为外形尺寸整齐、焊距一致，整个网格体系强度一致。(7)产品具有较好的组件连接功能，以保证工程整体加固强度的一致性。

     土工格室运用三维限制原理　

   　土工格室之所以具有卓越功效而受到工程界的关注，还应从其基本原理说起。国外文献中在描述其原理时称其为“一种蜂窝状三维限制系统，可以在很大范围内显著提高普通填充材料在承载和虫蚀控制应用中的性能。”它的主要原理就是三维限制。　　

      在八十年代末九十年代初，欧美等国家就开始了大量的研发工作，并经试验和现场应用证明在提高一般填土承受动荷以及路基防护方面均有很大的功效。我国在九十年代初在吸收国外先进经验的基础上，开始了土工格室的开发研究工作，并在道路基床病害整治，固定松散介质的应用方面取得了重大突破。

　　随着人们对土工格室特性的进一步了解，已经发现其具有其它土工材料(土工布、土工膜、土工格栅、土工模袋、土工网等)不可替代的优势，使其在诸多领域有着独特的应用前景。

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