土工格室生态柔性挡墙的应用与研究现状

     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，土工格室河道治理性能，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。

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，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，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，土工格室河道治理，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，土工格室河道治理区别，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，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。

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