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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,土工格室价格,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,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。
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,土工格室治理河道,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,土工格室治理绿化,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,土工格室,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。

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