土工格室在塔里木沙漠公路中的应用

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，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，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，土工格室焊接回填，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，土工格室焊接售价，愈往沙漠延伸，其优势愈明显。

土工格室加固浅层饱和黄土地基的有限元分析

　　基于MARC有限元软件，采用研编的单元用户子程序，对用土工格室处理浅层饱和黄土地基的效果进行了有限元分析(FEA)，结果表明:土工格室的有效影响深度为饱和黄土层厚度的50%左右，处理后的饱和黄土地基，水平位移在影响深度范围内可减小约17%左右;竖向位移也得到了一定的减小，可减小5%左右;竖向应力值减小35%左右;土工格室的加固厚度对路堤总沉降变形影响不大，但对水平位移影响较明显;相同工况下土工格室的布置位置对处理效果影响不大。结合工程实践，对有限元分析结果和现场实测数据进行对比分析，结果表明:土工格室加固方法能有效地处理浅层饱和黄土地基。

　　采用土工格室对饱和黄土地基进行局部换填加固，形成水平向加筋复合结构体，以提高其地基承载力，在近几年的黄土地区高等级公路建设中已逐渐开始应用。笔者基于有限元软件 MARC，采用Visual Fortran 6. 5 对其进行了二次开发，编制了单元用户子程序，对浅层饱和黄土地基条件下，采用土工格室处理前后的位移特征和力学性状进行了分析，探讨了该种加固方法的适应性，同时结合甘肃省尹家庄—中川机场高速公路的工程实践，进行了现场测试，并对两者结果进行了对比，以便为饱和黄土地基处理的设计提供依据。

　客运专线土工格室复合基床的试验研究

　　研究目的：在列车荷载的重复作用下，基床结构变形是轨道结构几何尺寸恶化的重要因素之一。采用土工格室复合基床结构可以强化基床表层强度和刚度，以满足特殊路段基床结构的需要。研究方法：本文介绍了适用于客运专线的土工格室复合基床结构的4组动态模型试验。试验在室内填筑了宽7m、长4m、高1．05～1．55m的路基基床模型，采用5Hz、20-140kN动荷载模拟列车荷载，每组重复加载150万次以反映列车对路基基床的重复荷载作用。为验证室内试验结果，在秦沈线进行了现场动态试验。试验结果表明，土工格室可均化基床、路基的动静应力分布，明显降低基床和路基的弹性和变形，减少运营维修养护工作量，且格室越高越好。研究结论：通过与现场试验结果对比，土工格室焊接，30cm厚的土工格室复合基床表层基本能够满足客运专线对基床刚度和变形控制的要求。

　　研究目的高速列车安全舒适运行需要一个平坦的、刚度合理和稳定的轨下基础。对于有碴轨道结构，散粒材料构成的道床和基床结构在列车荷载重复作用下产生变形和弹性变形，它们是轨道变形的主要来源，前者主要影响轨道的不平顺，后者对轨道结构有着重要的影响。因此，路基基床结构变形问题是客运专线路基基床设计所考虑的主要问题。在良好的地基条件和合格的路基本体的前提下，使用合理的基床结构型式、优质的基床填料和严格控制的压实标准是控制高速铁路路基基床变形的主要手段。土工格室是由强化的聚乙烯(或聚丙希)宽带经超声波焊接(或其它方式如挤压成型)构成的网状格室结构，在格室内充填土石等材料，构成具有侧向限制能力和较大刚度的结构，以达到加固土体的目的。近年来，针对土工格室在路基工程的应用进行了大量的研究工作和工程实践。本试验的目的就是通过使用土工格室复合基床结构，土工格室焊接平方，提高基床结构的刚度，减少重复荷载作用下的弹性变形和变形，以满足特殊路段基床结构的需要，同时，验证是否能够降低基床表层厚度，解决基床表层材料缺乏地区的材料问题。

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