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土工格室是由高强度的HDPE宽带,经过强力焊接而形成的一片网状格室结构。它伸缩自如,运输时可缩叠起来,使用时张开并又填充土石或混凝土料,构成具有强大侧向限制和大钢度的结构体。它可用来做为垫层,处理软弱地基增大地基的承载能力,也可铺设在坡面上构成坡面防护结构,还可以用来建造支挡结构等。
为了探明土工格室加筋土的补强机理,为其合理的工程设计和应用提供理论上的依据,通过三轴剪切试验对土工格室加筋土的强度特性进行了研究,并与筋材平铺加筋土的强度特性作比较。试验结果分析表明,用土工格室作为加筋材料,可以显著提高土体的抗剪强度,且其抗剪强度高于筋材平铺加筋土;加筋方式、加筋密度等对应力—应变曲线形状影响较大;要使土工格室加筋土强度得以充分发挥,需要较大的应变;在加筋率相同且格室平面尺寸也相同的条件下,土工格室高度较小的多层土工格室,其加筋土(复合体)的抗剪强度有所增大、整体性将会增强。
土工格室分普通土工格室和高强度土工格室两种,普通的片材抗拉强度不低于23MPa,焊点处抗拉强度不低于100N/CM,而高强度土工格室其片材抗拉强度不低于200MPa,焊点处抗拉强度不低于150N/CM。它的HDPE或者聚丙烯(PP)片材厚度在1个厚作用,误差不超过0.05,这里的1个厚指的是1毫米厚度。一般土工格室分5公分高、8公分高、10公分高、15公分高、20公分高等几个规格,均执行GB/T 19274-2003 标准。
悉欧美早在上世纪七八十年代将土工格室广泛应用于路基、护坡、河道以及沙漠工程等领域,得到了GRI-GM13(国际土工材料协会)的一致认可和好评。随着我国经济的迅猛发展,同时大力发展交通运输网建设和城市建设,土工格室在工程中发挥着不可替代的作用,重中之重。
在格室内填充土、碎石或砂砾等构成具有一定刚度和侧限作用的格室加筋层,被普遍运用到公路、铁路以及水利等工程中。而针对这种材料,目前对于在土工格室影响参数如土工格室层数、不同高度、模量等研究较少,本文创新点在于对土工格室变截面参数进行了研究,这些参数的合理应用能达到提高材料使用的经济性效果。因此,利用土工格室对路堤进行加筋的分析探讨有着重要意义与实际价值。论文主体内容主要有以下几个方面:在土工格室加筋路堤的模型分析中,以实际工程为例,进行三维非线性的有限元模型分析,采用D-P弹塑性模型来模拟土体材料的非线性,筋土之间采用经典的Coulomb摩擦模型作为筋土界面切向力本构模型的接触单元,先通过对路堤加筋与未加筋两种情况下的对比,探讨了在铺设土工格室后对路堤的变形特性、规律及应力分布的影响
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