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土工格室作为一种立体的加筋材料,与格室内填料相互作用,共同工作,形成一个具有相当大的抗弯、抗拉和抗剪强度的复合整体。在工程上,这一复合体可视为柔性的筏板基础,能使地基破坏向深层发展,从而提高地基承载力。无格室地基在一定长度的均布荷载作用下,地基浅层软土直接受到剪切作用,在基底形成主动区,在主动区下方两侧形成塑性过渡区,并使基础两侧发生隆起破坏,形成被动破坏区。由于软土的抗剪强度低,故达到这一破坏状态的极限荷载值较低。而对于有格室地基,由于土工格室垫层具有很强的抗剪能力,改善了浅层软土的应力状态,故地基的剪切破坏面向深层发展,达到临界破坏状态所需要的极限荷载较高。由于垫层填料采用内摩擦角较大的粗骨料且压实程度较高,故能有效扩散上部路堤荷载,减小作用下卧软土层面的附加应力,改善浅层软土的应力状态,均话应力分布,从而减少沉降和不均匀沉降,达到加固软基的目的。
土工格室分普通土工格室和高强度土工格室两种,普通的片材抗拉强度不低于23MPa,焊点处抗拉强度不低于100N/CM,而高强度土工格室其片材抗拉强度不低于200MPa,焊点处抗拉强度不低于150N/CM。它的HDPE或者聚丙烯(PP)片材厚度在1个厚作用,误差不超过0.05,这里的1个厚指的是1毫米厚度。一般土工格室分5公分高、8公分高、10公分高、15公分高、20公分高等几个规格,均执行GB/T 19274-2003 标准。
悉欧美早在上世纪七八十年代将土工格室广泛应用于路基、护坡、河道以及沙漠工程等领域,得到了GRI-GM13(国际土工材料协会)的一致认可和好评。随着我国经济的迅猛发展,同时大力发展交通运输网建设和城市建设,土工格室在工程中发挥着不可替代的作用,重中之重。
土工格室是由高强度的HDPE宽带,经过强力焊接而形成的一片网状格室结构。它伸缩自如,运输时可缩叠起来,使用时张开并又填充土石或混凝土料,构成具有强大侧向限制和大钢度的结构体。它可用来做为垫层,处理软弱地基增大地基的承载能力,也可铺设在坡面上构成坡面防护结构,还可以用来建造支挡结构等。
为了探明土工格室加筋土的补强机理,为其合理的工程设计和应用提供理论上的依据,通过三轴剪切试验对土工格室加筋土的强度特性进行了研究,并与筋材平铺加筋土的强度特性作比较。试验结果分析表明,用土工格室作为加筋材料,可以显著提高土体的抗剪强度,且其抗剪强度高于筋材平铺加筋土;加筋方式、加筋密度等对应力—应变曲线形状影响较大;要使土工格室加筋土强度得以充分发挥,需要较大的应变;在加筋率相同且格室平面尺寸也相同的条件下,土工格室高度较小的多层土工格室,其加筋土(复合体)的抗剪强度有所增大、整体性将会增强。
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