浅谈土工合成材料在路基工程中的应用_secret
土工合成材料应用技术

土工合成材料应用技术土工合成材料是指由无机、有机或无机有机复合材料制成的工程材料,主要用于土木工程、水利工程、环境工程、交通工程等领域。
它具有防水、隔水、排水、防渗、加固、护坡、过滤等功能,广泛应用于土木工程领域。
以下将介绍土工合成材料的应用技术。
首先是在土木工程中的应用。
土工合成材料在土木工程中主要用于土壤稳定、防渗、排水等方面。
在道路工程中,土工合成材料可以用于加固路基、抗渗防水、提高路面的承载力和稳定性。
在铁路工程中,可以用于增强路基和防止土壤的液化。
此外,在围堰工程中,土工合成材料可以用于加固和防渗,提高围堰的稳定性。
在堤坝工程中,土工合成材料可以用于加固土体,防止渗漏和土壤侵蚀,提高堤坝的安全性。
其次是在水利工程中的应用。
土工合成材料在水利工程中主要用于抗渗防水和排水。
在水库、河道、调蓄池等水利工程中,土工合成材料可以用于隔离底质和地下水,提高水库和调蓄池的防渗效果,减少水的泄漏。
同时,土工合成材料还可以用于排水,帮助排除地下水和地表积水,维持水利工程的正常运行。
再次是在环境工程中的应用。
土工合成材料在环境工程中主要用于固体废物处理、土壤修复和土地整备。
在垃圾填埋场和固体废物处理场中,土工合成材料可以用于防渗和防漏,防止废物渗漏到地下水和土壤中,防止地下水和土壤的污染。
在土壤修复中,土工合成材料可以用于提高土壤的稳定性和可透水性,促进土壤生态修复。
在土地整备中,土工合成材料可以用于土地平整和土地维护,提高土地的利用率。
最后是在交通工程中的应用。
土工合成材料在交通工程中主要用于加固和防水。
在道路工程中,土工合成材料可以用于加固路面,提高路面的承载力和稳定性,减少路面的沉降和裂缝。
同时,土工合成材料还可以用于防水,防止水从路面渗入路基,减少路面的损坏和破坏。
综上所述,土工合成材料在土木工程、水利工程、环境工程、交通工程等领域具有广泛的应用。
它可以用于土壤稳定、防渗、排水等方面,提高工程的安全性和稳定性。
土工合成材料在路基路面中的应用

土工合成材料在路基路面中的应用摘要:近些年随着经济的发展,在公路的建设过程中,对项目的标准要求日益精细,近些年,土工合成材料在公路工程建设中得到了普遍的应用,本文主要对土工合成材料的种类、材料的特点及其应用进行了讨论,由于其效果显著、使用方便,是当前路基处治普遍应用的材料,主要有路基防排水、路基加筋、坡面防护、防治路面开裂等,节省了较大的经济成本。
关键词:土工合成材料;加筋土;反射裂缝1.前言土工合成材料是以人工制成、天然聚合物等为材料,将它们采用不同的制作工艺,加工成各类产品,放置在岩土体内部、表面,起到保护、加固岩土或其他结构物的作用。
随着近些年来基础设施的大力建设,由于土工合成材料抗拉强度高、耐久性好,可以较好的弥补岩土体的缺点,增加路基的稳固性,土工合成材料在公路工程中得到了普遍的使用。
2.土工合成材料的分类土工合成材料主要分成土工织物、土工膜、土工复合材料、土工特种等。
2.1土工织物土工织物指的是有透水性功能的土工合成材料(又称为土工布),包含无纺土工织物和有纺土工织物。
有纺土工织物的特点是,它的织线有横向和纵向两种,交叉的方向通常为斜交或正交。
无纺土工布是纤维先做排列,然后再进行加工。
紫外线对土工织物的影响较大,容易使材料老化,削弱性能。
2.2土工膜土工膜为防渗材料,主要由无纺布、塑料薄膜聚合而制成,有沥青类、聚合物类两大类。
土工膜优点明显,其可以很好的防止水通过且长时间维持性能。
2.3土工复合材料土工复合材料以无纺土工织物、土工膜及不同类别的合成材料复合而成。
为满足特殊工程项目的需要,选定有针对的材料构成复合材料。
复合土工织物、复合防排水材料、复合土工膜等均是在土工复合材料中广泛应用的种类。
2.4土工特种材料土工特种材料指为满足工程需要,而制作的具备特定性能的土工聚合物。
主要包含了土工网、土工格室、土工格栅等。
3.土工合成材料的应用3.1路基防排水依据土工合成材料的不同类型,土工材料在路基防排水中普遍的应用。
土工合成材料在道路工程中的应用

土工合成材料在道路工程中的应用本文主要介绍了土工合成材料的种类和在道路工程中的作用,由于土工合成材料具有造价低廉、施工方便、能够明显的节约人力物力等特点,比传统材料有着不可比拟的优越性。
土工合成材料在道路工程中有着不可估量的前景。
标签:土工合成材料;道路工程;聚合物随着科技的飞速发展,道路工程也进行了一场新的变革。
土工合成材料越来越广泛的使用在大型工程当中,发挥着巨大的作用。
它以塑料、化纤织物以及人造橡胶等工业聚合物为原材料,制造成各类产品,有着加强土体的作用。
1 土工合成类材料的组成类别和主要作用1.1 土工合成材料的组成类别(1)土工织物。
土工织物由有纺布和无纺布组成。
这类材料的透水性能良好,无纺布形状大部分是针刺形状的,强度一般,但是具有较大的延伸形变率,可以适应比较大的变形。
有纺布在生产中将冷却好的塑料膜切成细条状,经过拉伸形变让材料大分子定向排列,制作成扁丝,有纺布因此具有较高的强度,但延伸率较低。
(2)土工膜。
土工膜指的是在土建工程中使用的塑料薄膜、橡胶类和沥青类等材料。
这种材料防水性比较好,可以在防渗工程中采用,多用来代替传统的防水材料,比如粘土、混凝土和灰土等材料。
(3)特殊材料。
特殊材料包括有土工网、土工垫、土工格珊、土工模袋和土工泡沫塑料等材料。
土工网是一种有着较大孔眼并且刚度比较大的平面结构或者是三维立体结构的土工合成材料。
这种材料主要用作坡面的防护、软基加固、复合排水材料等方面。
土工垫是一种用特殊的合成材料制作成的三维立体结构,多为长丝成形的三维透水聚合物网状垫,土工垫常用做防水防冲蚀等保护工程。
这种材料刚度较大并且侧限能力比较强。
土工格栅是一种经过拉伸作用成形的的一种方形的聚合物板材,土工格栅在制造过程中进行了定向拉伸,聚合物分子会沿着拉伸作用力的方向定向排列,分子间的链接力大幅增大,抗拉力得到显著提升,这种材料常常被用作为加强土结构。
土工泡沫塑料是一种新型的化工材料,这种材料是一种运用超轻型土工材料合成,常常在铁路公路工程中用作地基填料,有着降低地基附加应力,并且能够增大地基的稳定性能减少地基沉降量。
土工合成材料在整治路基病害工程中的应用

土工合成材料在整治路基病害工程中的应用2.2.4.3 土工模袋土工模袋是由上下两层土工织物制成的大面积连续袋状材料,袋内充填混凝土或水泥砂浆,凝固后形成整体混凝土板,可用作护坡。
这种袋体代替了混凝土的浇注模板,故而得名。
模袋上下两层之间用一定长度的尼龙绳来保持其间隔,能够操纵填充时的厚度。
浇注在现场用高压泵进行。
混凝土或砂浆注入模袋后,余外水量可从织物孔隙中排走,故而降低了水分,加快了凝固速度,使强度增高。
按加工工艺的不同,可将模袋分为两类,即机织模袋和简易模袋。
前者是由工厂生产的定型产品,而后者是用手工缝制而成的。
2.2.4.4 土工格室土工格室是由强化的高密度聚乙烯宽带,每隔一定间距以强力焊接而形成的网状格室结构。
典型的条带厚1.2 mm、宽100 mm,每隔300 mm进行焊接。
格室张开后,可填以土料,由于格室对土的侧向位移的限制,可大大提高土体的刚度和强度。
它可用于处理脆弱地基,增大其承载力,沙漠地带可用于固沙,还可用于护坡等。
2.2.4.5 土工管及土工包土工管、土工包是用经防老化处理的高强土工织物制成的大型管袋及包裹体,可有效地护岸和用于崩岸抢险,或利用其堆筑堤防,解决疏浚弃土的放置难题。
土工包是将大面积高强度的土工织物摊铺在可开底的空驳船内,充填200~800 m3料物,将织物包裹闭合,运到一定部位,沉至预定位置。
在国外,该技术大量用于环保。
2.2.4.6 聚苯乙烯板块聚苯乙烯板块称泡沫塑料,是以聚苯乙烯聚合物为原料,加入发泡剂制成的。
它的要紧特点是质量极轻、导热系数低、吸水率小,但也有一定抗压强度。
由于其质轻,可用它代替土料,填筑桥端的引堤,解决桥头跳车问题、其导热系数低,故在冰冷地带,可用该材料板块防止结构物冻害,例如在挡墙背面或闸底板下,放置泡沫塑料以防止冻胀等。
2.2.4.7 土工合成材料粘土垫层土工合成材料粘土垫层是由两层或多层土工织物(或土工膜)中间夹一层膨润土粉末(或其他渗透性材料)以针刺(缝合或粘接)而成的—种复合材料。
浅析土工合成材料在道路桥梁工程中的应用

浅析土工合成材料在道路桥梁工程中的应用摘要:土工合成材料,尤其是新型的合成型材料,在工程中占有越来越重要地位.由于其材料特性和价格上的双重优势,应用前景广泛。
合成材料应用于路基与不加筋边坡相比,土工格栅加筋路堤边坡大大提高边坡的稳定性和承载能力。
合成材料加筋土技术、土工格栅、土工织物、土工复合排水材料在各种工程中的应用。
关键词:土工合成材料一、概述什么是土工合成材料,概括而言,土工合成材料是应用于岩土工程的、以合成材料为原材料制成的各种产品的统称。
因为它们主要用于岩土工程,故冠以“土工”两字,称为“土工合成材料”,以区别于天然材料。
土工合成材料在早期曾被称为“土工织物”和“土工膜”。
随着工程需要,这类材料不断有新的品种出现,例如土工格栅、土工网和土工模袋等,原来的名称已不能准确地涵盖全部产品,这样,在其后的一段时期内,把它们称之为“土工织物、土工膜和相关产品”。
显然,这样的名称不宜作为一种技术名词或学术名词。
为此,1994年在新加坡召开的第五届国际土工合成材料学术会议上,正式确定这类材料的名称为“土工合成材料”。
土工合成材料的原材料是高分子聚合物(polymer)。
它们是由煤、石油、天然气或石灰石中提炼出来的化学物质制成,再进一步加工成纤维或合成材料片材,最后制成各种产品。
制造土工合成材料的聚合物主要有聚乙烯(PE)、聚酯(PER)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。
聚乙烯是在1931年前后,首先由英国ICI公司研制成功的,1939年成为商品在市场上出售,它是聚合物中分子结构最简单的一种,可分为低分子量和高分子量两类。
聚乙烯的比重为0.92,耐酸碱,抗化学剂能力强,吸湿性低,低湿时仍具柔性,电绝缘性极好。
在1950年前后,又开发出了高密度聚乙烯(HDPE)材料,其比重、机械强度、熔点和硬度等都比低密度的为优。
聚酰胺约在1935年研制成功,俗名为尼龙,其吸湿性较高,干燥时有一定绝缘性、机械性能好。
土工合成材料在整治路基病害工程中的应用

土工合成材料在整治路基病害工程中的应用2.2.4.3 土工模袋土工模袋是由上下两层土工织物制成大面积连续袋状材料,袋内充填混凝土或水泥砂浆,凝固后形成整体混凝土板,可用作护坡。
这种袋体代替了混凝土浇注模板,故而得名。
模袋上下两层之间用一定长度尼龙绳来保持其间隔,可以控制填充时厚度。
浇注在现场用高压泵进行。
混凝土或砂浆注入模袋后,多余水量可从织物孔隙中排走,故而降低了水分,加快了凝固速度,使强度增高。
按加工工艺不同,可将模袋分为两类,即机织模袋和简易模袋。
前者是由工厂生产定型产品,而后者是用手工缝制而成。
2.2.4.4 土工格室土工格室是由强化高密度聚乙烯宽带,每隔一定间距以强力焊接而形成网状格室结构。
典型条带厚1.2 mm、宽100 mm,每隔300 mm进行焊接。
格室张开后,可填以土料,由于格室对土侧向位移限制,可大大提高土体刚度和强度。
它可用于处理软弱地基,增大其承载力,沙漠地带可用于固沙,还可用于护坡等。
2.2.4.5 土工管及土工包土工管、土工包是用经防老化处理高强土工织物制成大型管袋及包裹体,可有效地护岸和用于崩岸抢险,或利用其堆筑堤防,解决疏浚弃土放置难题。
土工包是将大面积高强度土工织物摊铺在可开底空驳船内,充填200~800 m3料物,将织物包裹闭合,运到一定部位,沉至预定位置。
在国外,该技术大量用于环保。
2.2.4.6 聚苯乙烯板块聚苯乙烯板块称泡沫塑料,是以聚苯乙烯聚合物为原料,加入发泡剂制成。
它主要特点是质量极轻、导热系数低、吸水率小,但也有一定抗压强度。
由于其质轻,可用它代替土料,填筑桥端引堤,解决桥头跳车问题、其导热系数低,故在寒冷地带,可用该材料板块防止结构物冻害,例如在挡墙背面或闸底板下,放置泡沫塑料以防止冻胀等。
2.2.4.7 土工合成材料粘土垫层土工合成材料粘土垫层是由两层或多层土工织物(或土工膜)中间夹一层膨润土粉末(或其他渗透性材料)以针刺(缝合或粘接)而成—种复合材料。
土工合成材料在道路工程中的应用

土工合成材料在道路工程中的应用摘要:随着科技的进步,土工合成材料在国外得到了广泛应用,为了拓展该技术在国内的应用范围,通过对土工合成材料进行分类、结合实际工程归纳各类结构特点等视角研究土工合成材料及其应用。
关键词:土工合成材料;道路工程;应用引言土工合成材料应用于道路工程中,可有效改善软基沉降、应力、变形等问题,保障整体工程建设质量。
不过由于土工合成材料在应用中技术复杂性强,经常在工程实践中出现一些不足,难以充分发挥土工合成材料的优势。
所以,有必要对土工合成材料在公路软基处理中的应用与设计展开深入研究,使相关单位在充分认识土工合成材料及其优势的基础上,合理地将土工合成材料应用于道路工程当中,使相关材料充分发挥软基加固、沉降降低以及排水等作用,有效提升公路整体施工质量。
1土工合成材料在道路工程中的优势土工合成材料具有良好的力学性能,土粒之间的摩擦力较大,且渗透性、柔韧性、连续性较好,其在道路工程中的应用具有突出的优点:(1)可起到加固作用。
采用土工合成材料,可以有效扩散软土的应力,同步提高土体的模量,合理降低土体侧向位移的概率。
同时,土工合成材料的应用可以增强软土地基的抗压、抗剪、抗折和抗拉能力,充分发挥材料的优势,进一步提高软土地基的承载力和整体稳定性。
(2)具有排水功能。
通过土工合成材料的应用和土工格栅的制作,可以与软土内部的排水管和粗料体一起形成排水系统,使软土内部的水充分聚集,并沿料面逐渐排出。
(3)具有隔离功能。
通过应用土工合成材料制作土工格栅,可以将不同层次的石头、沙子、土壤、地基等建筑物相互隔离,防止相互混合,降低不同材料的稳定性,减少土壤颗粒的流失等问题。
2土工合成材料在道路工程中的应用2.1自然气候来自自然气候方面的因素主要包括太阳光、温度、氧气和臭氧、降雨及湿度,这些因素可以导致高分子发生解聚、断链、取代基或支链脱除,从而导致材料降解或交联。
宏观性能上则表现为:表面发生颜色变化或粉化;物理力学性能劣化;排水、反滤、防渗、防护、加筋和隔离等功能丧失。
土工合成材料工程应用

土工合成材料工程应用(1)路堤加筋①路堤加筋的主要目的是提升路堤的稳定性。
当加筋路堤的原地基承载力不足时,应先行技术处理。
加筋路堤填土的压实度必须达到路基设计规范规定的压实标准。
土工格栅、土工织物、土工网等土工合成材料均可用于路堤加筋,其中土工格栅宜选择强度高、变形小、糙度大的产品。
土工合成材料应具有足够的抗拉强度、较高的撕破强度、顶破强度和握持强度等性能。
②加筋路堤的施工原则是以能够充分发挥加筋效果为出发点。
合成材料连接应牢固,受力方向的连接强度不得低于材料设计抗拉强度,其叠合长度不应小于300mm, 连接时搭接宽度不得小于150mm。
铺设土工合成材料的土层表面应平整,表面严禁有碎、块石等坚硬凸出物。
土工合成材料摊铺后宜在48h 以内填筑填料,以避免其遭受过长时间的阳光直晒。
填料不应直接卸在土工合成材料上面,必须卸在已摊铺完毕的土面上;卸土高度不宜大于1m, 以防局部承载力不足。
卸土后立即摊铺,以免出现局部下陷。
③第一层填料宜采用轻型压路机压实,当填筑层厚度超过600mm 后,才允许采用重型压路机。
边坡防护与路堤的填筑应同时进行。
(2)台背路基填土加筋①采用土工合成材料对台背路基填土加筋的目的是减小路基与构造物之间的不均匀沉降。
加筋台背适宜的高度为 5.0~10.0m。
加筋材料宜选用土工网或土工格栅。
台背填料应有良好的水稳定性与压实性能,以碎石土、砾石土为宜。
土工合成材料与填料之间应有足够的摩阻力。
②土工合成材料与构造物应相互连接,并在相互平行的水平面上分层铺设,加筋材料间距应经计算确定。
在路基顶面以下5.0m的深度内,间距宜不大于1.0m。
纵向铺设长度宜上长下短,可采用缓于或等于1:1的坡度自下而上逐层增大,最下一层的铺设长度不应小于计算的最小纵向铺设长度。
③工艺流程:清地表→地基压实→锚固土工合成材料、摊铺、张紧并定位→分层摊铺、压实填料至下一层土工合成材料的铺设标高。
相邻两幅加筋材料应相互搭接,宽度宜不小于200mm, 并用牢固方式连接,连接强度不低于合成材料强度的60%。
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浅谈土工合成材料在路基工程中的应用一.改善路基工作性能简介路基路面是公路工程的主要组成部分,其中,铁路路基是轨道的基础,是经过开挖或填筑而形成的土工建筑物,其主要作用是满足轨道的铺设、承受轨道和列车产生的荷载、提供列车运营的必要条件;公路路基是路面的基础,它承受着本身土体的自重和路面结构的重量,同时还承受由路面传递下来的行车荷载,所以路基是公路的承重主体。
为了保证公路、铁路最大限度地满足车辆运行的要求,提高车速、增强安全性和舒适性,降低运输成本和延长线路的使用年限,路基要满足承载能力、稳定性和耐久性的要求。
路基是一种线性结构物,具有线路长、与大自然接触面广的特点,其稳定性在很大程度上由当地自然条件决定。
所以,路基的稳定性与地理条件、地质条件、气候条件、水文条件和水温地质条件以及与土的类别有紧密关系。
长期以来,我国的路基建设中没有把它作为一种土工结构物对待,造成路基填料质量不好,导致基床翻浆冒泥、下沉,边坡坍滑,滑坡等路基病害。
如黄泛区粉土路基经常遭遇水害;北方一些地区的铁路和公路路基由于填筑了一些冻涨敏感性土,冬季产生冻涨,春季产生翻浆,给线路正常运营造成危害。
这些情况影响着线路的正常运营以及后续的重载和提速,制约着线路的发展。
随着我国经济的迅猛发展,交通量显著逐年增加,因此,交通运营对路基的要求相对提高。
为此,我国的相关部门对《标准》(97)的规定适当做了调整,其中提高了路基压实度标准等一些措施,缓和了交通需求的矛盾。
为了改善路基的工作性能,新材料得到了大量的应用,土工合成材料(土工格栅、土工格室、土工布、土工膜、工业保温材料如ERS、XPS等)在路基支挡结构、排水设施、基底处理、特殊土路基等方面得到了大量的应用。
土工合成材料是岩土工程领域中的一种新型建筑材料,是由聚合物形成的纤维制品的总称。
人工聚合物应用于土建工程是在20世纪30年代末,土工合成材料开始应用于海岸护坡工程;直到20世纪70年代,由于无纺织物的推广,土工合成材料才以很快的速度发展起来,从而在岩土工程学科中形成一个重要的分支。
土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称。
作为一种新型的土木工程材料,它是以人工合成的聚合物(如塑料、化纤、合成橡胶等)为原料,制成各种类型的产品,置于土体的内部、表面或各种土体之间,发挥加强或保护土体的作用。
土工合成材料有土工织物、土工膜、土工合成材料和土工复合材料等,其中土工特种材料包括土工格栅、土工模袋、土工带、土工网、土工网垫、土工织物膨润土垫和聚苯乙烯泡沫塑料等。
二.土工材料的工作机理及工程应用实例(一)土工格栅1、土工格栅概论土工格栅作为一种高强度土工合成材料(应用在土木工程的各种纤维织物的统称),是高密度聚乙烯等高分子聚合物的片材,在一定温度条件下,经过挤板雕延、冲孔、拉伸、冷却、定型形成的片网状结构物。
它们具有变形模量大、抗拉强度高、耐腐蚀、扰老化、与土颗粒间磨擦系数大、连锁作用强的特点。
将土工格栅置于士体内.作为软基处理的加固加强材料可以增强地基承载能力,改善土体整体受力条件,提高稳定性。
2、常用的土工格栅常用的土工格栅有塑料土工格栅、经编土工格栅和玻璃纤维土工格栅。
它们的生产工艺、制造原材料以及物理力学性质指标各有不同。
(1)塑料士工格栅塑料土工格栅是目前建设工程上运用最广泛的产品。
塑料土:L 格栅在经挤压制出的聚合物板上冲孔,然后拉伸制成土工格栅。
有以下性能:力学性能:由于制造过程中经过了定向拉伸,使聚合物分子沿拉伸方向定向排列,加强了分了之间的联结力,大大提高了其抗拉强度。
运用中填料在网格内互锁力,增加了它们之间的磨擦力。
耐久性能:土工格栅原材料参有炭黑等抗老化材料.这种材料有耐酸、耐碱、耐腐蚀抗老化的耐久性。
塑料土工格栅分为单向土工格栅和双向土工格栅。
单向土工格栅由于加工成型时只有轴向拉伸,故只有承受轴向拉力。
其工程性能如下:①增强路基承载能力。
有效分配荷载,增强土体受力性能,提高填料的稳定性和承载能力。
②约束路基侧向变形,减少不均匀沉降.有效地防止土体的断裂。
③适应性强。
适应各种士体材料。
④双向土工格栅双向土工格栅纵向和横向较大的拉伸强度与单向土工格栅比较,双向都能受力,用于加筋时双向受力均匀分布。
其整体性能比单向好。
(2)经编土工格栅经编土工格栅以高强度纤维或涤纶为原材料,经过经纬双轴向经编制机织成为双轴向经编网格。
经编土工格栅工程性能优良,抗拉强度60KN/M以上。
延伸率小,抗撕裂强度大。
纵横向强度差异小,变形均匀。
(3)玻璃纤维土工格栅玻璃纤维土工格栅是以玻璃纤维或涤纶为原料经过经编工艺形成的网状材料。
它有以下特点:玻璃土工格栅抗拉强度达l00KN/M,高于强经编土工格栅。
玻璃土工格栅不易发生蠕变,可保证长期使用。
玻璃土工格栅高温下稳定性好,用于沥青路面摊铺时,热沥青温度下不受影响。
嵌锁性能好。
在道路罩面中性能起到骨架作用。
沥青砼穿过玻璃纤维土工格栅,形成复合结构,从而提高承载能力。
(4)三种土工格栅的技术特点及运用范围(见表1)。
ⅰ.加筋原理ⅰ.Ⅰ加筋土的变形土工格栅用于道路软基处理,其中土工格栅起到承受土体产生的侧向压力,同时填料借助于加筋物件来保证稳定。
图1反映了土体的变形特征。
未加筋的土单元在竖向荷载作用下,产生变形和侧向膨胀。
随着荷载加大,侧向膨胀也越米越大,最终破坏。
加筋在受到相同的竖向压力时,由于受到拉筋与土体的摩擦力作用,使土体的侧向膨胀拉力传递给拉筋。
侧向膨胀拉力受到制约,相当于从侧向给土体一个静止压力。
当这个静止的压力与竖向压力相等时,使侧向变形等于零。
设定侧向变形等于零主要是由三个部分组成。
①土工格栅对填料的咬合和嵌固作用力。
②填料之间在土工格栅孔隙处的磨擦力。
③土工格栅各表面与填料之间的磨擦力。
有拉拔试验说明,土工格栅的孔眼对填料的咬合嵌固作用足主要作用。
单孔土工格栅拉拔测出的值是直剪磨擦值的1.1-1.4倍,说明加筋土中使土体侧向变形等于零的设定是成立的。
ⅱ.Ⅱ加筋土的滑动形式软土加筋的稳定一般有:①填土的局部平衡破坏,外部表观为路基沿加筋格栅表面横向直接水平裂开或局部滑动。
②地基整体失稳,外部表观为路基同时横向位移和竖向沉陷。
路堤外沉地面隆起,路堤深层滑动。
软土的加筋路堤可能导致下部软土直接滑动。
软土的抗剪强度在路堤坡脚和路肩之间的部位发生作用。
③如果加筋足够完全抵消填土之间的侧向应力,它将完全可以抵消这种滑动形式的驱动力。
图1 加劲土变形特征3、土工格栅的力学性质利用土工格栅的强度高、韧性好的力学性能,分散荷载,增大土体的刚度模量而改善土体。
当软基可能产生冲切(楔入)破坏时,铺设的土工格栅将阻止破坏面的出现,提高软基承载力.当软基可能产生很大变形时,铺设的土工格栅由于其承受拉力和与土摩擦作用而增大侧向限制,阻止侧向挤出,减小侧向变形,增大地基的稳定性.其承受拉力而产生的支承和减小侧向挤出的效果,如图2所示.各个受力分量可描述为:b N rD N rT b T acN P q f q c c s +++=+βθsin 2,图2 土工格栅受力示意图式中:c s P +为地基极限承载力;α、β为软基的形状系数,可取α=1.0、β=0.5;C 为土的粘聚力;c N 、q N 为与内摩擦角有关的承载力系数,一般取c N =5.3、q N =1.4;b 为基础宽度;T 为土工格栅的拉力;θ为软基边缘与土工格栅的倾斜角,一般取θ=10°;R 为假想圆的半径,一般等于3m ;r 为土的容重;f D 为填土下沉及侧向隆起量。
第一项为原软基极限承载力;第二项为地基在荷载作用下沉降使土工格栅承受拉力所产生的效应;第三项为土工格栅阻止隆起而产生的平衡镇压作用效应;第四项为隆起产生的深埋效应(可略去)。
(2)土工格栅在软基处理中运用的例子1、工程实例简介安徽某高速公路第六标段是国家高速公路网的一段,本项目建设标准为双向四车道山岭重丘区高速公路,设计行车速度100公里/小时。
K28+120~K28+480原地表处于鱼塘或污水塘中,排干塘水后,表层为淤泥及腐植土,层厚0.8~1.5 m ,需全部清除后换填细砂。
腐植土下为淤泥,灰黑色,软塑态,层厚16.8~18.0 m ;下为淤泥质亚粘土层,浅黄黑色,软塑态,层厚5~7 m ;然后下卧中砂层,褐黄色,中密态,厚度5.7 m 。
K28+120~K28+480里程段地基承载力不符合设计要求,且该里程段K28+120的小里程方向连接该项目某大桥的桥台,为路桥衔接段,故原设计施工图为铺设两层土工格栅来改善路基填料的受力性能,保证路基的整体稳定性,减小不均匀沉降。
铺设结构层如图3所示。
路基填筑层第二层土工格栅第二层级配砂砾石第一层土工格栅第一层级配砂砾石处理后底基层图3 铺设土工格栅构造层2、施工要点(1)土工格栅铺没前,先对土工格栅下承层进行整平,使土工格栅与下承层接触密实。
(2)铺设土工格栅时,土工格栅问要拉直平顺。
(3)土工格栅的纵横问接缝用聚乙烯扎扣连接,扎扣为双排问距20cm。
(4)土工格栅问搭接宽度不小于50cm。
(5)铺好的土工格栅每隔1.5~2 m用U型钉锚固.(6)多层土工格栅上下接缝交替错开,错开长度不小于50cm,层距填砂路堤为50 cm,填土路堤不小于30cm。
(7)土工格栅铺设时,台后土工格栅沿路堤横向铺没,台前沿路堤纵向铺没。
(8)土工格栅铺没后,经自检合格及监理检验合格后,立即进行路基填筑施工,不能让土工格栅长时间在阳光下曝晒,防止土工格栅老化变形。
(9)土工格栅上进行路基填筑时,严禁施工机械在已施工的土工格栅上行驶。
3、测试结果分析(1)沉降观测值。
沉降观测设置为桥台位置各设置一组观测断面,每组观测断面没置三块沉降板,即路基中心一块,距中心13.5 m处各设置一块.两座桥台处理沉降观测结果如表2。
沉降观测汇总表2从沉降观测结果可知铺设土工格栅后,使路基上部填土有一个整体性减少了软基因局部应力过大而产生的破坏,并且整幅路基软基沉降也比较均匀。
因此路基稳定性较好,增大了路基填筑速率,在保证路基稳定的前提下,缩短了施工工期,而且铺设土工格栅后,在沉降速率达25 mm/d及水平位移速率达11mm/d时,仍然保证路基的稳定。
(2)孔隙水压力观测。
在中心沉降板附近,埋设孔压力计4支,埋设深度分别为3.0 m、6.0 m、9.0 m及15.0 m.随路基填筑施工观测孔压的变化情况,及时了解软基孔隙水的消散情况,以及软基承载力的变化情况.孔压观测资料汇总见表3。
表三孔隙水压观测资料汇总表由孔隙水压力观测资料可知,孔隙水随路基填筑的荷载作用下迅速消散,提高了软基的承载能力,孔压的消散,加快了软基的固结度,也有利于路基填筑加载速率的提高。
三.结论(1)桥头路基两侧设置宽20 m,高3.0 m反压护道,增加了路基的稳定性。