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土工格栅应用原理

发布时间:2014-04-30 信息来源:工勘院网站

性能特点

土工格栅加固土的机理

土工格栅对土的加固机理存在于格栅与土的相互作用中,一般认为,这种相互作用可归纳为以下三种情况:
  1. 格栅表面与土的磨擦作用;
  2. 格栅孔眼对土的“锁定”作用;
  3. 土对格栅肋条的被动阻抗作用。
土对格栅肋条的被动阻抗作用。
上述三种作用均能充分约束土颗粒的侧向位移,从而,大大的增加了土体的自立稳定性,至于这三种作用在土体中各自发挥的程度将随格栅种类,开孔大小,土颗粒级配等因素而定。

土工格栅的力学效应

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一直线,因而具有较高的抗拉强度和较低的延伸率,土工格栅的抗拉强度已接近于软钢,再加之孔眼对土的锁定作用,土对栅肋的被动阻抗作用,使得土对工格栅在土中抗拔能力或格栅对土的加固效果明显高于其他加筋构件。另外,如控制土工格栅的设计应变(延伸率)在10%以下,土工格栅几乎不产生蠕变。由此可见,土工格栅作为加筋材料有比其他土工加筋产品更优良的力学性能。

土工格栅加筋土的作用

  1. 提高地基承载力
  2. 限制土体的侧向位移
  3. 扩散应力,在基础底下软弱地基中换填一定厚度的砂垫层可将基底压力扩散以满足软弱地基取载力,如果将砂垫层改为土工格栅加筋砂土垫层则效果会更好。加筋砂土垫层的应力扩散角大约为70度,这比未加筋砂土垫层的应力扩散角仅为30度要大得多。
两种情况下的土工格栅

土工格栅的耐久性

制造土工格栅的原材料为聚丙烯或高密度聚乙烯,影响二者老化的主要因素是光幅照———紫外线,上海光学精密机械研究所的检测表明,在3CM厚的水泥板屏蔽下紫外线幅照强度仅为白天蔽阴处的33亿分之一,土工格栅深埋于碾压密实的填土中,紫外线幅照几乎等于零,且常固产品加入一定的防紫外线,抗老化助剂,在实验室经紫外线照射后,拉伸强度无明显变化。另外,实验资料表明,一般酸碱溶液对聚乙烯、聚丙烯均无影响,完全可以满足永久性工程需要。

应用领域

加固软弱地基

用土工格栅加固的软弱地基不只限于泥沼及软土地基,基他凡是地基承载力,沉降不能满足构筑物要求的杂填土、冲填土地基等均可采用土工格栅进行加固,采用土工格栅加固软弱地基可迅速提高地基承能力200~400Kpa,并且控制地基沉降发展的效果也明显优于土工网。

加固公路路基

土工格栅对道路基层的侧限作用能有效地将荷载分布到更宽的底基层上,因此基层的厚度可减少50%,使用寿命可延长3倍,同时,土工格栅还可以提高基层承受住复荷载的能力,降低往复荷对基层和底层所产生的泵吸作用,试验表明,土工格栅加筋基层增加往复荷载能力作用的次数可在3倍以上。

加筋沥青或水泥路面

土工格栅铺设在沥青或水泥铺层底部,可减少车辙深度,延长路面抗疲劳帮命,还可以减少沥青或水泥铺面厚度,以节约成本。

加固路堤边坡及挡土墙

传统的路堤坝尤其是高路堤的填筑往住需要超填且路肩边缘不易压实,从而导致后期边坡雨水浸袭,坍塌失稳的现象时有发生,同时需要较缓的边坡,占地面积大,挡土墙也有同样的问题,采用土工格栅对路堤边坡或挡土墙进行加固可减少二分之一占地面积,延长使用寿命,降低造价20~50%。

加固江河海堤

可做成石笼,再与格栅并用,防止堤坝被海水部刷造成塌陷,石笼具有渗透性,能减缓海浪冲击,延长堤坝寿命,并能节省大量材料,节省人力物力,并能缩短工期。