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土工格室作为一种立体的加筋材料,与格室内填料相互作用,共同工作,形成一个具有相当大的抗弯、抗拉和抗剪强度的复合整体。在工程上,这一复合体可视为柔性的筏板基础,能使地基破坏向深层发展,从而提高地基承载力。无格室地基在一定长度的均布荷载作用下,地基浅层软土直接受到剪切作用,在基底形成主动区,在主动区下方两侧形成塑性过渡区,并使基础两侧发生隆起破坏,形成被动破坏区。由于软土的抗剪强度低,故达到这一破坏状态的极限荷载值较低。而对于有格室地基,由于土工格室垫层具有很强的抗剪能力,改善了浅层软土的应力状态,故地基的剪切破坏面向深层发展,达到临界破坏状态所需要的极限荷载较高。由于垫层填料采用内摩擦角较大的粗骨料且压实程度较高,故能有效扩散上部路堤荷载,减小作用下卧软土层面的附加应力,改善浅层软土的应力状态,均话应力分布,从而减少沉降和不均匀沉降,达到加固软基的目的。
土工格室的工程应用
3、 台背路基填土加筋
采用土工格室可以更好的实现台背加筋的目的,土工格室与填料间可以产生足够的摩擦力,有效减少路基与构造物间的不均匀的沉降,终才能有效缓解“桥台跳车”病害对桥面的的早期冲击破坏。
4、 多年冻土地区路基
在多年冻土地区修筑填方路基,应达到小填土高度,以防止发生翻浆或引起冻层上限下降,致使路堤发生过量沉降。土工格室特有的立面加筋效应和有效的落实的整体侧限性,可以在 程度上确保在某些特殊地段的小填土高度,并使填土具有高品质的强度和刚度。
5、 黄土湿陷路基处理
对于高速公路和一级公路通过湿陷性黄土和压缩性较好的黄土地段时,或高路堤的地基允许承载力低于车辆协力荷载和路堤自重的压力时,还应按承载力要求对路基进行处理,这时土工格室的优越性就彰现无疑了。
土工格室在软土地基处理方面的特殊作用,首先表现在它与填土材料形成双面摩擦,有效地限制了因荷载而产生的横向移动趋势;其次,格室与格室直接的反作用更加抵消了部分因荷载而产生横向位移的趋势,从而使其承载能力得到提高,沉降得以减小。
结论
(1)与土工织物、土工格栅和土工布等其它平面型土工合成材料相比,土工格室为立体结构,通过改变格室高度或格室板块的组合型式,能得到刚性、半刚性等性质完全不同的板块。
(2)相对于土工格栅及土工布的平面结构,土工格室由于具有一定的厚度,所以具有抗弯能力,能扩散从上部传递的竖向应力。
(3)土工格室可叠合,较土工格栅、土工布仓储、运输方便。
(4)土工格室是一种新型的土工复合材料,对其加筋结构的作用机理有待进一步深入研究。
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