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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,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,土工格室蜂巢约束系统,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。










土工格室加筋效果的室内试验
通过室内模型试验,比较土工格室和土工格栅加筋材料加筋后软土顶面的应力和承载力的变化,分析不同填料,不同筋材和不同的格室高度对加筋效果的影响.
土工格室是由高分子聚合物宽条带经强力焊接而成的三维网状结构,它伸缩自如,土工格室,使用时张开并在格室中充填砂、碎石或泥土等材料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构。它以高密度聚烯为基质材料,加入特殊添加剂制成,具有优良的耐老化性能,土工格室生态保护,使用温度在-40~80℃之间。土工格室目前广泛用于浅层地基处理、坡面防冲和城市大型管道支撑等工程中。为研究在软土地基上土工格室的加筋作用,通过室内模型试验,探求土工格室这种新型材料的加筋作用效果。1室内加筋试验模型及试验条件土工格室具有一定的高度(5cm以上),有抗弯能力,可以扩散从上部结构传来的竖向应力;同时发挥类似于“深基础”的作用,从而提高地基的承载能力。土工格栅是一种平面加筋材料,主要通过受拉来平衡填土对地基表面的外推剪力,在加筋路堤中使得地基只承受路堤的自重,从而提高路堤的稳定性。通常可以看作只是受拉的构件。试验目的:研究有无加筋材料及不同加筋材料,土工格室加筋层不同填筑高度对提高地基承载力作用的影响。

土工格室是由高强度聚乙烯焊接或组装而成三维蜂窝状结构,荷载作用下不仅可通过与土体上下接触面的摩擦提供侧向约束力来约束土体的侧向变形,而且可与格室内填料共同构成一具有一定抗弯、抗剪和抗压能力的柔性筏板基础,能有效扩散路堤荷载、改善软基应力分布、限制软土的侧向挤出,从而提高软基承载力、减少沉降及不均匀沉降。因此,该土工合成材料已广泛应用于公路、铁路等软基加固工程,成功解决了桥头跳车、软基沉陷、翻浆、塌方等常规方法难以处理的工程问题。目前,对于土工格室加筋体的变形计算较为常用的方法是将其视为置于弹性地基上的有限或无限长梁,而后采用弹性地基梁理论进行解答。置于软基上的土工格室加筋体受路堤荷载、车辆荷载等竖向荷载作用产生挠曲变形时,格室加筋体与其上下表面土体界面间将产生较大的摩阻力,该摩阻力反过来又将影响格室体筋材拉力及竖向变形的大小。而传统弹性地基梁理论由于不计入水平向地基反力的影响而未能考虑筋土界面摩阻效应影响,因此无法反映土工格室加筋体的实际受力变形状态。
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