土工格室防护边坡抗冲刷规律试验研究

土工格室防护边坡抗冲刷规律试验研究

　　采用变坡试验水槽对土工格室防护坡面的侵蚀规律进行了试验研究。试验坡度为5°~35°，放水流量1~2m3/h。基于传统的径流量和产沙量测定方法，分析了土工格室边坡坡面的产沙演化规律。研究结果表明:土工格室的存在形成一系列沿格室边缘菱形分布的纹沟，与自然坡面的冲刷形态有本质区别;累计侵蚀量随坡度、流量的增大而增大;土工格室坡面的侵蚀主要发生在前10min，相同时段内的侵蚀量逐渐减小;同一条件下，土工格室坡面冲刷的侵蚀模数与边坡坡度之间呈良好的幂函数正相关关系。

　　土工格室护坡是指在展开并固定在坡面上的土工格室内填充种植土，然后均匀撒(喷)播草种进行绿化的一种护坡技术。由于二者的有机结合充分发挥了土工格室防冲固土和草的根系固土的作用，与传统的草皮护坡形式相比，大大提高了边坡的抗冲蚀能力，是一种符合国家注重环保、建设绿色通道要求的护坡技术，且施工方便简单，维护成本低，具有较高的环保、生态等方面的综合经济效益，在目前的工程建设中得到越来越广泛的利用。有关土工格室防护边坡理论与试验方面的研究已取得了一些成果。由于植物生长有一个过程，土工格室防护边坡初期抵抗侵蚀的特性就显得特别重要。国内外学者或从理论，土工格室河道治理形式，或根据小区野外实测资料和实验室测定资料出发，对坡面抗冲刷能力进行了大量的研究，取得了大量的研究成果。这些研究主要针对自然坡地，而对土工格室防护边坡初期抵抗侵蚀冲刷的规律的研究目前国内很少见到报道。本文通过室内放水冲刷模拟试验，揭示土工格室坡面初期土壤侵蚀过程，观察冲刷现象，定量比较不同坡度、不同流量条件下，土工格室坡面抗冲刷能力。

土工格室处理的软基沉降的有限长梁解

　　简述了土工格室作为垫层加固软基的作用机理，通过假设格层垫室沿路堤纵向无限长分布，路堤荷载沿路堤纵向不变，并简化为沿路堤中心对称分布的均布荷载，将格室垫层处理的软基沉降问题化作平面应变问题，从而格室垫层可看作Winkler地基上的有限长梁.采用能量法求得对称荷载作用下的沉降，并给出了算例。

　　土工格室是一种新型土工合成材料，由高密度聚乙烯宽带经超声波焊接而成，具有窝状格室结构，特点是伸缩自如，运输时可折叠，施工方便，只需张开格室填充土石料并压实即可。格室与填料构成一复合整体，这种复合体，相对软弱下卧层而言有相当的刚度和大的应力扩散角，能有效降低作用于卧层顶面的附加应力，可视为一个具有一定抗弯刚度的柔性筏基。在Winkler弹性地基模型的基础上，土工格室河道治理应用，通过平面应变假设，将格室垫层看作一个整体，基于有限长梁的挠曲变形机理，将能量法用于格室垫层与软基共同作用下的沉降计算。土工格室垫层的结构组成及工作机理，结构组成根据目前的工程实践和经验，采用土工格室处理软基时，一般先在软基顶面铺一层厚10～30cm的粗砂，再铺设土工格室，将填料压实后，格室上部还有10～30cm的超高层。工作机理土工格室作为一种立体加筋结构，其筋材具有较大的抗拉强度。在铺于软基顶面时，格室侧壁能够对填料提供相当大的侧向约束，将松散的填料聚合为一个整体，并在荷载作用下对填料产生向上的摩擦力，大大增强了填料的强度和整体性。

     土工格室是由高强度聚乙烯焊接或组装而成三维蜂窝状结构，荷载作用下不仅可通过与土体上下接触面的摩擦提供侧向约束力来约束土体的侧向变形，而且可与格室内填料共同构成一具有一定抗弯、抗剪和抗压能力的柔性筏板基础，能有效扩散路堤荷载、改善软基应力分布、限制软土的侧向挤出，土工格室河道治理，从而提高软基承载力、减少沉降及不均匀沉降。因此，土工格室河道治理区别，该土工合成材料已广泛应用于公路、铁路等软基加固工程，成功解决了桥头跳车、软基沉陷、翻浆、塌方等常规方法难以处理的工程问题。目前，对于土工格室加筋体的变形计算较为常用的方法是将其视为置于弹性地基上的有限或无限长梁，而后采用弹性地基梁理论进行解答。置于软基上的土工格室加筋体受路堤荷载、车辆荷载等竖向荷载作用产生挠曲变形时，格室加筋体与其上下表面土体界面间将产生较大的摩阻力，该摩阻力反过来又将影响格室体筋材拉力及竖向变形的大小。而传统弹性地基梁理论由于不计入水平向地基反力的影响而未能考虑筋土界面摩阻效应影响，因此无法反映土工格室加筋体的实际受力变形状态。

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