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土工格栅在路基工程中的应用

发布时间:2019-04-15 10:38   阅读:次   字号:  

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土工格栅由于其优良的抗拉力学特性░, 工厂化批量生产░, 稳定的质量和现场简易的施工特点░,在公(铁)路路基中使用能有效改善土的物理力学性质░, 特别是对特殊路基的处理具有增大土体内摩擦角░, 形成承重板体░,阻止毛细水上升等功能。已被广泛应用于土木工程的各个领域。  

土工格栅是聚合物材料经过定向拉伸形成的具有开孔的网格•●、较高强度的平面网状材料░,按其工作时的受力分为:单向土工格栅和双向土工格栅两种类型。单向土工格栅是只经过纵向拉伸而形成的格栅░,单向具有较高的抗拉强度;双向土工格栅是经过纵•●、横两个方向拉伸而形成的格栅░,两个方向都具有较高的抗拉强度。土工格栅按照其材质主要分为两种:玻璃纤维土工格栅和聚乙烯土工格栅两大类░,一般根据具体情况选用。  

 由于土工格栅的抗拉强度大░, 它的存在可增加路堤的稳定性。由于土工格栅是通过独特的工艺过程░,使聚合物的长链碳氢分子沿拉伸方向重新排列成一直线░,因而在拉伸方向具有较高的抗拉强度(较拉伸前提高5-10倍)和较低的延伸率(只有拉伸前的0.11-0.15倍)。再加上土与格栅之间相互作用░,使得土工格栅在道路工程中得到广泛应用。  

 从国内外的许多工程试验研究表明░,在路基一定深度下布设一定数量的土工格栅░,可以提高地基承载力░,增加路基稳定性░,并且能形成"结构效应"░,实现减少沉降░,控制不均匀沉降的目的。且土工格栅具有质量轻░,整体连续性好░,抗拉强度高░,耐腐蚀░,抗微生物侵蚀好░,施工方便且成本低等优点。 

(一)土工格栅的应用原理  

 土工格栅夹于土层之中░,形成复合土体结构░,在土体重量和活载的作用下░,土工格栅与土体之间相互联结摩擦░,提高了土体强度及稳定性。土工格栅对土的加固机理存在于格栅与土之间的相互作用░,主要表现在:格栅表面与土之间的磨擦作用。土工格栅有一定的刚度░,从而使上面的负荷得到扩散░,提高了地基的承载力。土对格栅波动的阻抗作用及格栅网眼对土的锁定作用░,由于格栅能适应地基变形░,土颗粒又能与格栅网孔互相锁合在一起░,形成稳固的平面░,防止土体下陷░,增加地基的抗剪强度░,从而防止软弱地基产生过大或不均匀沉降以至侧向变形。  

 (二)土工格栅的作用机理  

 (1) 土工格栅具有较高的抗拉强度和张拉模量░,能使荷载均匀扩散在大面积的范围内░,减少载荷应力。 

(2) 由于格栅的网眼作用░,使土质夹挤在网格内形成机械咬合作用░,从而在土体与格栅之间产生有效的应力传递░,降低了不均匀沉降。 

(3) 路基水分可通过网格渗透消散░,增加路基稳定性。 

(4) 格栅网面的摩阻力产生对土体的拉力░,增强了结构的抗剪切能力░,有效减少土体的侧向位移。 

(5) 格栅具有摩擦系数高░,抗拉强度高的特性░,可在短时间内承受较大荷载的作用░,增快填土速度及减少工期。 

工程中通过采用土工格栅的施工工艺░,施工效果较好░,施工过程中联合应用K30和落锤式弯沉仪(Evd)对试验路段进行承载性能测试░,表明加铺土工格栅对路基整体强度和刚度均有提高作用。施工完后多次人工挖开检验░,土工格栅平整░,与下承层紧密贴良好░,未出现扭曲•●、褶皱重叠现象。经沉降观测░,铺设土工格栅的路段平均沉降量3.1CM░,且沉降均匀░,趋于稳定;而未铺设土工格栅的路段平均沉降量4.7CM░,且沉降仍在继续。通过铺设土工格栅加固高填方路堤░,不但保证了路基整体结构的稳定░,也克服了高填方路堤后期沉降量偏大的通病░,达到了设计要求。


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