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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，土工格室，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，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。

抗滑桩联合土工格室的岸坡加固机理及计算模型

　　土工格室是为改善土体或填筑材料在结构和功能方面的特性而设计的一种三维立体网状侧向约束加筋体系。在边坡岸坡的加固中，土工格室一直被作为坡面的防护材料来使用，限制了其应用与发展。根据土工格室的这一特点，在岸坡加固中，探讨了抗滑桩联合土工格室的岸坡加固新模式，分析其作用机理，包括土工格室的紧箍作用及其梁板效应、水平摩擦及抗拉拔作用、抗剪作用等;根据土工格室复合结构层的特点，将其看作具有一定刚度的梁板，建立了抗滑桩联合土工格室加固岸坡的计算模型，并进行了求解和参数讨论。后，将模型应用于实际工程中，验证了该加固模式和力学模型的适用性。

　　土工格室是20世纪70年代末80年代初，美国工程师团(U.S.Army Corps of Engineers)在对各种网格多孔状加固形式研究基础上，为改善土体或填筑材料在结构和功能方面的特性，而开发出的三维立体网状侧向约束加筋体系—土工格室侧向约束体系GCS(Geocell Confinement System)。从初利用铝箔和浸透树脂的纸作为格室材料，发展成为由高分子聚合物宽条带经强力焊接而成。其特点是伸缩自如，施工方便，使用时只需张开格室填充土石材料并压实即可形成具有一定厚度的加筋垫层。通过改变格室的深度，格室板块组合等，土工格室边坡保护，可获得刚性或半刚性的板块，它广泛应用于软基处理、边坡防护、挡土墙的修建、桥头跳车的处理、沙漠路基处理、滩头处理及机场建设等。与此同时，对土工格室的理论研究也逐步开展，土工格室土地拦固，并取得了一些成果，比较典型的有:Bathurst等根据Henkel和Gilbertd的橡皮膜理论进行了土工格室和土相互作用的研究，得出了土体视黏聚力增加的结论;Rqjagopalk作了进一步的实验分析，证实了该结论的正确性。

聚烯烃土工格室的研制

　　土工格室是一种具有立体网状结构的土工合成材料。其独特的三维立体结构可有效地约束网格内的填充物，与填充物一起形成稳定的结构层，显示出其他平面土工合成材料无法相比的工程效果，正广泛地应用于软弱路基加固、边坡防护、挡土墙修建等工程。聚烯烃土工格室产品是以改性聚烯烃为原料，经挤出成型分切再超声焊接而成，展开后呈立体蜂窝状结构的土工合成材料。因土工格室的生产流程长、成型工序多、应用环境复杂多变等特点，因此，对生产该产品的原材料及产品有如下要求:(1)产品有较好的机械性能，以防止在施工过程和应用过程中受到较强的外力、硬物穿刺等的破坏。(2)产品长期在复杂的环境中使用，故选择材料时应考虑耐酸碱性和耐霉变等因素。(3)材料应有较好的抗老化性能，以满足在工程中长期稳定使用的需要。(4)我国广阔的地域，南北气温变化大，产品所用材料必须有较好的耐低、高温性能。(5)为适应土工格室的制备工艺要求，土工格室负载支撑，材料还需具有较好的可焊接性。(6)产品在工程应用中要求为外形尺寸整齐、焊距一致，整个网格体系强度一致。(7)产品具有较好的组件连接功能，以保证工程整体加固强度的一致性。