土工格室于砂土之承载能力及动态特性试验研究

　土工格室于砂土之承载能力及动态特性试验研究

　　在沙漠地带中，在路基材料缺乏的状况下，利用土工格室与现场砂土可有效提高沙漠道路的承载力，并能达到经济效益与路基的设计要求。为了解土工格室于砂土路基的加筋行为，分别进行了静态承载板载重试验与动态载重试验，探讨土工格室加筋后的承载能力与动态特性。与未加筋砂土比较，土工格室发挥良好之加筋效果，其能提高砂土的承载能力;于静态承载试验中，承载能力随着土工格室高度增加而提升，并有效减少沉降量之产生。在动态试验指出，土工格室加筋于砂土受动态反复作用下，增加土工格室高度，并不相对能提升加筋的承载成效。以动态载重试验反应公路的反复载重条件，对于沙漠公路设计使用土工格室加固路基时，得以选择具有经济效益的优化方案。

　　沙漠地区开拓道路，因当地地质条件不佳而窒碍难行。现地路基皆为软弱砂土，无法确实承载车辆;又因碎石级配运送路程遥远，故为了有效且经济地进行道路拓展，蜂巢格室施工工程，方式即为利用现地砂土做为路基土壤。利用土工格室(Geocell)放置于软弱路面上，再以砂土填满格框，其所成的路面在承受载重时可藉由格框的束制能力，可减少回填料之侧向位移，进而减少沉降量，其效果比紧密土壤的承载能力还要好。如此可有效提高砂土路基之承载力亦可进行道路拓展工程。为能了解土工格室加筋于砂土的特性，本研究进行静态承载板载重试验与动态载重试验，评估土工格室加筋于砂土的承载与动态特性，以能符合现地动态载重行为。

面加筋网材料—高强土工格室的诞生背景

面加筋网材料—高强土工格室的诞生背景

　　无论是前一代的加筋网—土工网，还是第二代的加筋网—单拉与双拉格栅，定做蜂巢格室施工，它们所要解决的问题仍是土工的整体均匀受力的问题，便土工的整体性在应力作用下保持完整，不会发生应力下的各种破坏形式，比如各种滑塌、失陷、局部的不均匀沉陷等影响工程竣工后使用的各种病害，加筋网在土体中的应用，主要也是通过两种渠道实现加筋土体的要求：一是通过网自身的高强度、低延伸，影响并改善被加筋土体的整体强度；二是通过网的层付布设加大对土体的影响比例来实现加筋稳定土体的作用。

　　因为被加筋的土体自身的存在形式是三维状态，而前一代及第二代嘲都是平面状态，一种平面状态的加筋材料要改善立体状态的土体的整体性能，它所做的贡献也是极其有限的，这就是为什么当专业人士在使用平面加筋材料时，会依据土体的具体状况将加筋材料进行多层位布设的根本原因。

　　在了解了加筋与土体的相互作用的途径之后，我们发现了一种更加有效的加筋土体的办法，那就是要改善加筋材料自身的存在方式，即：将平面的加筋材料做成与土体状态相对应的立体加筋材料，尽可能的扩大对土体的影响比例。高强土格室就是在这种状况下诞生的。任何一种加筋刚都是通过它自身的存在状态(嘲格的形状与州格的厚度)与土体结合部位的结合状态完成加筋使命的。也就是说，如果这个同与土体的摩阻系数越高，它所能影响的土体比例就会越高，土体就会越稳定。让我们将平面的加筋材料与立面的加筋材料一高强土工格室比较一下，看它们在土体中的影响范围是制么状态。

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，蜂巢格室施工，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，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，蜂巢格室施工售价，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，愈往沙漠延伸，其优势愈明显。

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