淺談土工格室在路基不均勻沉降中的應(yīng)用
關(guān)鍵詞：土工格室；路基不均勻沉降；力學(xué)性能
1引言
路基不均勻沉降是公路常見的病害之一，它可導(dǎo)致路面產(chǎn)生較大的橫向和縱向開裂，甚至錯臺、坍塌，嚴(yán)重影響道路的使用性能和服務(wù)水平[1]。
土工格室作為一種新型的合成材料，在上世紀(jì)80年代末90年代初，歐美等國家就開始了大量的研發(fā)工作，并經(jīng)試驗和現(xiàn)場應(yīng)用證明在提高一般填土承受動荷以及路基防護(hù)方面均有很大功效。我國在90年代初在吸收國外先進(jìn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，開始了土工格室的開發(fā)研究工作，并在路基病害整治，固定松散介質(zhì)的應(yīng)用方面取得了重大突破[2]。隨著人們對土工格室的進(jìn)一步了解，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其具有其它土工材料不可替代的優(yōu)勢，使其在諸多領(lǐng)域有著獨特的應(yīng)用前景。
2土工格室及其力學(xué)性能
土工格室是20世紀(jì)80年代初在國際上出現(xiàn)的一種新型土工合成材料，具有立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。它伸縮自如，運輸方便，使用時張開并填充土石或混凝土料，構(gòu)成具有強大側(cè)向限制和大剛度的結(jié)構(gòu)體[3]。廣泛應(yīng)用于土木工程各個領(lǐng)域，取得了良好的社會經(jīng)濟效益。它既可用于加固軟土地基，又可用于邊坡防護(hù)、擋土墻，還可用于河道治理、堤壩工程、城市排水道支撐工程等。雖然土工格室可由多種合成材料制成，但最常用的僅有兩類。一類是由土工格柵裝配構(gòu)成；另一類是由高強度條帶聚合物構(gòu)成。土工格室的耐熱老化性能很高，經(jīng)熱氧化試驗后，在70℃狀態(tài)下拉伸屈服強度下降至70%，使用壽命可達(dá)49年。土工格室材料還具有穩(wěn)定的抗化學(xué)腐蝕性能，耐酸堿能力很強，適合于不同填筑材料。土工格室同樣具有良好的力學(xué)性能。
3土工格室的加筋機理
土工格室加固地基是一種機械式的土體加固方式，因為它并沒有改變填料的顆粒成分和相互連接等基本性狀。土工格室主要是通過與固體兩者的相互作用來達(dá)到加固的目的，其相互作用主要包括三個方面:土工格室的側(cè)向約束作用，土工格室的網(wǎng)兜效應(yīng)以及土工格室的摩擦作用[4,5]。如圖1所示側(cè)向約束與豎向摩擦示意圖。
土工格室對其中的填料提供了強大的側(cè)限，格室側(cè)壁也對填料產(chǎn)生了豎向的摩擦約束，格室-填料復(fù)合結(jié)構(gòu)可以看作是一個具有一定抗彎剛度的柔性筏基。于是土工格室結(jié)構(gòu)不僅能承擔(dān)路堤對地基的側(cè)向推力，而且還能有效降低地基的豎向附加應(yīng)力。
土工格室置于地基表面，還限制了軟土的側(cè)向隆起，使得土的滑移剪切面向更深的區(qū)域發(fā)展，類似于“深基礎(chǔ)”的效果，也大大增強了地基的穩(wěn)定性。
4土工格室處治路基不均勻沉降的作用機理
由于土工格室對填料提供了較大的側(cè)向約束作用，格室側(cè)壁對填料產(chǎn)生了向上的摩擦支承力，從而形成了一個具有較大彎拉剛度與抗剪強度的復(fù)合體。此復(fù)合體能夠隔離應(yīng)力和位移的傳遞，從而柔性過渡和協(xié)調(diào)了半填半挖路基頂面的沉降；它對局部荷載具有網(wǎng)兜效應(yīng)，使荷載的分布更為均勻；土工格室的加筋作用減小了土中的豎向應(yīng)力和剪應(yīng)力，增強了路基的穩(wěn)定性，從而達(dá)到消除路基不均勻沉降的目的[6]。
�。╝）無土工格室
(b)有土工格室
5結(jié)語
土工格室由于具有一定的厚度，所以具有一定的抗彎能力，能有效擴散從上部結(jié)構(gòu)傳來的豎向應(yīng)力；同時發(fā)揮類似于“深基礎(chǔ)”的作用，能大大提高地基的承載能力。
土工格室用于道路工程能夠顯著提高填土的整體強度或基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，其用途亦非常廣泛。相信隨著公路建設(shè)的不斷發(fā)展，其用前景將愈加廣闊。
參考文獻(xiàn)
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