浅谈土工栅格性能及工程应用.pdf

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1、呈Q!垒生箜2塑i垫筮!!!塑l江酉建挞照王董查浅谈土工栅格性能及工程应用●朱鹏字一淮阴工学院。江苏淮安223001摘要：土工栅格材料具有较高的抗拉强度，较好的韧性，且能紧贴地，将作用于土层上的力均匀地分布传递于地基，从而起到加固作用。同时具有限制土体的侧向位移，减小路基的不均匀变形和沉陷，增加土层的剐度，提高地基的承载力和稳定性。本文着重介绍了土工栅格的工程特性和工程施工应用。关键词：土工栅格路基变形沉降土工格栅是采用聚乙稀材料经连续挤压而成型，不会发生网眼断裂，因此其纵向、横向强度均匀，耐久性好。土工格栅

2、具有很高的抗拉强度、柔性、延展性和高抗疲劳性能，它还具有很强的抗土和地下水的化学腐蚀性，耐霉性等特点。同时它的弹性能力，随试验速度和温度的变化，强度与变形的关系也随之变化。因而土工格栅的补强效果在作为半永久性的情况下，拟根据徐变试验得出的值作为设计强度。1土工格栅的工程特性(1)土T格栅的常规力学特性土工格栅．具有较为明显的粘弹性，同时多方面因素影响着其力学特性。常规的力学试验表明，土工格栅的拉伸强度和弹性模量会随着环境和温度的变化而变化着。表现为单根格栅在不同环境温度下荷载与应变的关系图如图1所示，不同温度

3、下单根格栅的抗拉强度如表1所示，单根格栅在不同应变速率下荷载与应变之间的关系则由图2反映m。表1不同温度下土工格栅的抗拉强度结果统计表温度／。C25355060708090110120抗拉强度／N2652151801551421271167536由图l和表l得出，格栅的弹性模量和抗拉强度会随着温度的升高而呈现出明显的降低，也就是说，格栅的弹性模量和抗拉强度在低温状态下将会呈现出明显的提高。土工格栅的刚度和最大负荷会如果是在同一外界温度下，则是随着加荷速率的增大而增大。因土工格栅温度形变系数较高，如果单独考虑温

4、度效应，如发生整体形变则对加筋材料影响不高，但在实际的施工中，局部不均匀形变可能会发生，格栅的路用性能也将严重受影响。同时，根据单根格栅的抗拉试验表明，应变约为15％的情况下格栅开始断裂，但是在实际工程应用中为考虑一定的安全系数，极限应变10％为通常所取。图1不同温度下荷载与应变之间的关系图2不同应变速度率下荷载与应变之间的关系(2)土工格栅的徐变特性和疲劳韧性。作用在格栅加筋结构上的荷载可以持续许多年，格栅加筋材料将产生徐变，在设计过程中，一般将格栅加筋材料上作用的荷载限制在一定范围，即为设计荷载，并可以求

5、出允许形变。在实际工程应用中，要保证格栅在设计荷载作用下的允许形变和实际总形变量保持一致。实际工程中我们一般采用蠕变系数法来估算材料的蠕变量，计算公式为￡I=802blgt式中，s．为静荷载作用下t时间的总应变量；￡。为受力开始时的初始应变量；b为蠕变系数；t表示时间。蠕变系数在不同的应力水平下是不同的，图3为不同荷载产生的应变一时间关系对比曲线(半对数)，其斜率即为不同应力水平下的蠕变系数。同时在施工现场我们进行了交变荷载作用下的土工格栅模拟疲劳试验，具体做法为：将石灰土铺在土：1二格栅上，用平地机整平，采

6、用12、16、20t振动压路机进行压实(前振后静)，碾压lh，间歇半小时为1个周期，共计进行4个周期，然后铲除灰土重做试验，与原试验数据对比，结果如图4所示。从图4可以看出，格栅承受交变荷载周期性作用后，处于工作应变状态下的材料刚度没有明显变化，但一般情况下，材料的极限抗拉强度有所降低，降低的幅度与土壤粒径有关，在实际应用中一般采用局部安全系数来考虑，一般对于常采用的SR80格栅，局部安全系数为1．1～1．3。土壤粒径越小，对材料极限抗拉强度影响越小，局部安全系数可适当取低值。曹／l瑟—-●一111kHm—●

7、一：87LN·m——■一3)CkNrll—-叠～j，SU、·m图3不同荷载作用下的应变一时间关系图4压实前后栅格拉伸性能对比曲线(3)土工栅格的耐久性。耐久性能由于土工格栅中加入了碳黑等抗老化助剂，因此具备了酸、碱、盐及酒精、汽油等有机溶剂及抗紫外线的侵蚀。一据有关资料显示，在常温和设计允许荷载作用下，土工格栅的使用寿命可达120年。(4)土工栅格施工灵活性。施-T性能土工格栅重量轻、易搬运、运输贮存方便，有一定的柔性和韧性，便于现场加工和搭接，施工简单．无需专用的施工机械和人员，此外，土工格栅强度、变形受温

8、度影响较大，一般地，温度越高，其强度越低，变形越大；温度越低，其强度越高、变形越小。2工程应用某改建工程，大部分路段都有帮宽现象，施工分段进行一段时间以后，帮宽部位由于沉陷不同出现了纵向裂缝，原路基部分已经固结稳定，沉降量极小，而拓宽部分的路基，即使是压实度达到了规范要求，但路基土有一个固结稳定的过程，其固结过程可延续很长时间，必然会造成路基不断沉降，而且其沉降量必然大于原路基。根据土工栅格的工程特