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土工格栅的特点及原理

土工格栅的特点及原理


土工格栅是一种采用高强度聚乙烯片材,经超声波焊接等方法连接,展开后呈蜂窝状的三维立体网格结构材料,属于特种土工合成材料。在岩石工程中与土、砂、石等填料共同构成不同视粘聚力、不同加筋强度、不同深度的垫层。这些垫层可以根据工程的要求放置于需要的位置,用以加固公路的路基、边坡防护、修建挡土墙等。其最大的特点是可以完成岩石工程中常规方法难以处理的多种疑难问题,如桥头跳车、软基沉陷、翻浆、塌方等。具有材质轻,耐磨损,耐老化,耐化学腐蚀,适用温度范围宽,拉伸强度高,刚性、韧性好,抗冲击力强,尺寸相对稳定,运输方便等特点。在施工中连接简单易行,施工方法简单,从而简化了施工工序,提高了施工速度;并可以反复多次使用。


  土工格栅的特点及原理


土工格栅的基本原理


土工格栅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,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。”它的关键原理就是三维限制。大家都知道,当汽车行驶在沙漠上时,就会压出两道深深的辙印,被压部分深深下陷,车辙两侧会高高隆起。后面的车辆如果继续沿着车辙前进,沉陷部分会进一步下沉、隆起部分会进一步隆起,直到隆起部分蹭到了车底盘、沉陷的车辙埋没了大半个轮子,进而无法前进。之所以如此,就是因为当外荷作用于地基表面时,依据普朗特尔理论和泰勒理论可知:在集中荷载的作用下,主动区1受压下沉,并将力向两侧分解传递给过渡区2,过度区2又传给被动区3,被动区就会毫无限制地发生形变而隆起。也就是说,载荷一旦作用于路基,在载荷的下方就会形成起契状的主动区域,它又通过过渡区域进行挤压,从而使被动区域发生隆起。也就是说,通过沿滑移线的剪切力和移动主动、过渡、被动三个区域的力决定了地基的承载能力。不仅在沙基地上可以十分明显的体会到以上原理的真实过程,在软基公路上也会找到这种的样板,只不过其形成的速率较之在砂上的变化慢些罢了。即使较好的路基材料也仍然无法避免其横向移动。一般的高速公路路基都高出地面好几米,吸水翻浆不太容易,但长期沉降依然存在。究其原因,雨水渗透、材料流失、基地下沉是其中部分原因,路基路面在车轮荷载长期碾压、振动力的作用下,材料向路基断面两侧横向位移不可否认是另外一个十分重要的原因。以我省各地各级公路为例,都有在该路的主行车道上可以明显感觉到路面已经被压出了一条“S”型沟状带。部分高速公路也不例外,汽车行驶在行车道上的颠簸明显强烈于行驶在超车带上的感觉,在道桥连接段尤为明显(俗称“桥头跳车”)。这种沟状路基沉降就是路基材料横向滑移的典型。

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