青藏铁路多年冻土区土工格室护坡试验研究

　　为研究土工格室+粗颗粒柔性结构在高原冻土地段防护路堤边坡的工程效果和适用条件，在青藏铁路沱沱河地区设计并开展了土工格室护坡试验研究，研究试验包括测定土工格室填料的物理力学性能指标;测试土工格室在常温(20℃)、高温(60℃)、低温(-25℃)、循环条件(低温→高温→低温)、连续低温常温循环条件和紫外线条件下的力学特性，对土工格室冻融和抗老化性能进行了试验，并对现场测试断面的变形进行测试，试验成果表明:土工格室这种材料更耐低温，且具有较好的抗老化性能，可适用于多年冻土地区路基坡面防护，并根据试验结果给出高原冻土地段土工格室护坡处理措施应注意的要点。

　　柔性护坡是边坡防护常用的一种形式。在高原冻土区修筑铁路路基后，致使多年冻土地基温度场及其稳定性发生变化，其结果通常是下伏多年冻土温度升高、多年冻土融化而引起路基变形。为适应多年冻土区高路堤的热稳定场和温度场的周期变化，对柔性防护并进行轻型支挡新结构的研究就显得十分有必要了。

　　土工格室+粗颗粒土护坡能充分发挥格室侧向约束和延展性优点，粗颗粒土对于防止聚冰以及保温都将产生积极作用。因此，需要对土工格室+粗颗粒土护坡这种柔性制成品、拼装铺设坡面防护开展试验研究，本试验主要目的是研究高原冻土地段土工格室+粗颗粒柔性结构加固、防护路堤边坡的工程效果和适用条件，研究该材料在多年冻土地区应用的合理性和可靠性，为后续多年冻土区新建铁路路基边坡防护设计和施工提供参考依据。

　　试验段位于沱沱河盆地冲洪积平原上，地形开阔，稍有起伏。地层出露主要为第四系全新统洪积地层、风积细砂及下第三系互层泥岩、砂岩。地表水主要为各冲沟季节性洪水，地下水主要为冻土层上水，其主要受大气降水及暖季冻结层融化水补给。地震烈度为7度。该段年平均地温0℃～-0.5℃，工程地质为融区和多年冻土过渡带段。不良地质现象主要为半固定沙丘、沙地。特殊地质问题主要为冻土，土工格室，无其他不良冻土现象。

土工格室在塔里木沙漠公路中的应用

　　土工格室作为一种加固土和沙粒的材料早应用于海湾战争的临时道路，我国1993年试生产产品后，在塔里木沙漠公路中进行了实验，目前已将土工格室固沙作为沙漠等级公路（二、三级）的结构推广应用。

　　1、试验路段的自然地貌

　　试验路位于塔里木沙漠公路K105+200K107+200之间，即塔中路K181+221K183+215间。该路东侧为复合新月型沙丘链，土工格室用于稳固铁路路基，沙丘类型复杂，相互叠置，沙丘链的高度约数10米。西侧为塔中路，两者中线距离36.8M，塔中路西侧为数百至一千米的丘间地。试验路通过的地带地形较平坦，地表有零星芦苇和红柳，试验路沿线有地下潜水，低洼处水位较高，地表下约2M处可见地下水

　　2、土工格室的材质试验

　　腾格里沙漠。冬季严重干旱．夏季酷热少雨”．日温差可达30度，年温差可达60度-七月份大部分地区极端高温在40度以上，地面温度可选70度以上，一月份极端温度可达零下30度，为此对土工格室进行了高温、低温老化性能试验，耐紫井线老化试验。

　　(1)材料耐高温老化试验证明：A、高温条件F的拉伸强度与低温条件下接近，相差5.2％；B、与常温条件下的拉伸强度相比，高温时差为3．4％，低温时差为-3.4％；C、与原强度值相比，2400小时后，高温强度增加3．4％，低温强度损失l、7％。

　　(2)焊缝耐温度老化试验表明，~2400d、时低温(零下25度)后t焊缝强度降低-强度损失6 65％。

　　(3)土工格室在现场露天堆放、曝晒、经历一夏、一冬．材质拉伸强度~25MPA-焊缝  强度为150KG／CM，土工格室负担支撑，均在正常强度范围

　　3、填充施工方法

　　将格室充分张拉开后用钢杆固定，质量管理用装载机在格室内填沙、碾压。

　　4、经济效益

　　仅用土工格室固沙即可用作临时道路，施工车辆可在其上直行，也可掉头，在其上铺设5CM左右沙砾石即可成为质量相当好的道路。采用10㎝土工格室至少可代替10㎝沙砾石，10㎝土工格室每公里用旦11.8吨，而10㎝沙砾石每公里运输旦为1200吨。与现场修筑公路相比，可减少运量40%，同事避免了大量石料运输车对新建沙漠公路的破坏。当沙漠公路（肖塘为零公里）接近190公里时，土工格室方法与土工织物包裹沙砾石的方法造价持平，愈往沙漠腹地延伸，其优势愈明显。

土工格室-碎石桩双向增强复合地基大比例室内模型试验简介

　　为分析不同地基对其加固后的路基竖向承载力和竖向变形的影响，设计并完成了单纯软基、土工格室加筋地基、碎石桩复合地基和土工格室-碎石桩复合地基4组大比例室内模型试验，分析了经格室加筋垫层、碎石桩和土工格室-碎石桩加固后的路基竖向承载力和竖向变形变化规律。结果表明:经土工格室-碎石桩双向增强复合地基处治后的路基承载力大于单一碎石桩复合地基和单一土工格室加筋地基;土工格室加筋垫层具有良好的筏板和应力均化作用，从而使碎石桩桩顶沉降量明显减小，加筋垫层对路堤荷载下桩端沉降的影响不大;路堤荷载下，碎石桩桩顶沉降量小于同平面桩间土沉降量，大于桩端沉降量，以致路堤荷载下复合地基中桩间土先于桩体发生破坏。

　　随着对复合地基理论认识的提高以及实践经验的积累，多种形式组合的复合地基技术已在软基处治中日益发展。由竖向增强体(桩体)和水平向增强体(土工加筋体)联合而成的双向增强复合地基，因其博采竖向桩体复合地基和水平向加筋体复合地基之长，可大幅度提高地基承载力，减少地基沉降量，达到技术经济效益，从而被广泛应用于公路、铁路等软基处治工程。试验研究可直接揭示研究对象的某些特性，为理论分析提供良好的基础。室内模型试验具有投资相对较少、时间灵活、影响因素易控制等优点，成为揭示研究对象工作机理，土工格室河渠保护，探讨发展规律等的重要手段之一。目前，关于二维土工合成材料(如土工格栅等)与粘结材料桩(如混凝土桩等)组成的双向增强复合地基的试验研究相对较多，但有关土工格室(三维土工合成材料)与碎石桩(散体材料桩)组成的双向增强复合地基试验研究鲜有文献报道。陈艳平等曾对土工格室碎石垫层-碎石桩双向增强复合地基进行过室内模型试验研究，但该试验是按近1∶10的比例模拟现场研究对象，存在模型缩尺效应等问题。

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