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,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,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,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。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。

　　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。格室与填料构成一复合整体,这种复合体,相对软弱下卧层而言有相当的刚度和大的应力扩散角,能有效降低作用于卧层顶面的附加应力,可视为一个具有一定抗弯刚度的柔性筏基。

施工前准备

施工前准备

论具体的每一个细节的施工方案还是要根据边坡或施工位置的具体情况才能制定详细的施工方案。下面介绍土工格室标准施工方法。

1.施工必须保证土地或坡面平整，如有凹凸不平则会使格室部分焊点受力集中以致开裂，造成土工格室垮塌。

2.采用人工修坡应将坡面中的浮石与危石，以免影响铺设效果。

3.将坡面压实，防止松动。

4.再铺一层土壤，利于植物的生长条件。

抗滑桩联合土工格室的岸坡加固机理及计算模型

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。但由于实际工程地质条件的复杂多变性,加上控制地基沉降、保持地基稳定、加快工期、节约***等因素的制约,传统单一型复合地基往往不能满足要求。

　　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)。从开始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,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,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。研究方法：本文介绍了适用于客运专线的土工格室复合基床结构的4组动态模型试验。