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1、第37卷第4期河南大学学报(自然科学版)Vol.37No.42007年7月JournalofHenanUniversity(NaturalScience)Jul.2007土工格栅加筋垫层控制地基沉降的试验研究刘春(绍兴文理学院土木工程系,浙江绍兴312000)摘要:针对杭甬高速公路软土路基,通过室内模型试验研究和有限元计算,分别对采用三种不同的土工格栅对控制地基沉降效果进行对比分析,探讨了高速公路路基垫层土工合成材料的优选和加筋机理,同时指出了部分国产土工合成材料产品的不足.关键词:土工合成材料;加筋垫层;地基沉降;模型试验中图分类号:TU4
2、47;U416.03文献标识码:A文章编号:1003-4978(2007)04-0425-04StudyonSettlementControlbyGeosyntheticReinforcementLIUChun(DepartmentofCivilEngineering,ShaoxingCollegeofArtandScience,ZhejiangShaoxing312000,China)Abstract:Thispaperadoptsmodeltestandfiniteelementmethodtostudythefunctionsofthe
3、threekindsofreinforcementlayerstocontrolthesettlementofsoftsoilground.Theresearchsuggeststhatthreekindsofgeogridsareeffectivetocontrolthesettlementofsoftsoilgroundandglassfibergeogrid'sreinforcementeffectisbest.Theseconclusionscanbeappliedtochoosereinforcementlayer'sgeosynt
4、heticandstudythereinforcementtheory.ThispaperpresentstheshortcomingsofgeosyntheticsmadeinChina.Keywords:geosynthetic;reinforcementlayer;groundsettlement;modeltest0引言[1]加筋土理论最初主要用于挡土墙结构中,后来逐步研究发现,这种技术对于加固软土地基也十分适[2-5]用.加筋垫层作为一种浅层地基处理方法,能较好地平均基底应力,控制不均匀沉降的发生;同时,还可以通过筋材与地基土间的摩
5、擦作用约束地基侧向变形,增强土体的整体性,从而提高土体的抗剪强度,减少地基沉降.目前,在国内许多高速公路软土段以及路桥交接区为防止/跳车0现象均采用加筋垫层的方法.[6,7]工程实测表明,这种方法具有施工简便、造价低、工期短、效果良好等优点.随着加筋技术的发展和土工合成材料加筋理论的不断完善,新型的土工加筋材料不断研制出来,选用合适减少路堤工后沉降量的加筋材料成为亟待解决的研究课题.浙江杭甬高速公路绍兴某段为高填方路堤,属深厚软基情况,其承载力极[8]低,如果处理不当,定会产生大的工后沉降.针对这一问题,本文分别对3种土工格栅通过模型试验和有
6、限元计算分析,探讨高速公路路基垫层土工合成材料的优选和加筋机理.1模型试验和有限元计算1.1试验仪器在1.38m@0.84m@0.9m的模型槽中作平面应变条件下的土工格栅垫层加固软土地基的模型试验.其中,软土层厚0.8m,砂垫层厚0.1m,在砂垫层顶面分级施加柔性条形荷载.收稿日期:2007-02-21作者简介:刘春(1972-),男,江西南昌人,硕士,副教授,主要从事岩土工程教学与研究.426河南大学学报(自然科学版),2007年,第37卷第4期模型槽用角钢焊接而成,两侧安装有机玻璃以观察地基变形,两端分层安装挡板.套在模型槽上的加力架作为
7、试验中加载的反力装置,加载设备为油压千斤顶.模型槽构造示意图如图1所示.1.2试验材料加筋材料分别采用双向塑料土工格栅、涤纶纤维经编土工格栅、玻璃纤维土工格栅.这3种加筋材料虽然都属于格栅类产品,但它们的生产工艺、制造原料及物理性质指标各不相同.3种不同格栅性能的比较见表1.模型试验中,地基的材料主要是砂图1模型槽构造示意图和软土,砂的技术指标和级配曲线见表2和图2.Fig.1Testboxstructuresketchmap表13种不同格栅性能的比较Tab.1Comparisonofthreedifferentgeogrids格栅类型极限抗
8、拉强度极限延伸率节点强度耐温性蠕变性刚度塑料格栅一般10%高一般大大经编格栅高10%左右低很好较大一般玻纤格栅很高3%左右低很好无一般表2砂的技术指标Tab.2T
