土工格栅

土工格栅（精选11篇）

土工格栅 篇1

摘要：作者结合施工经验, 对施工过程中土工格栅施工工艺的施工控制措施进行了详细的阐述, 并提出了施工步骤中的控制要点。

关键词：土工格栅,施工,工艺

1 土工格栅的施工

1.1 测量放样

按批复的导线点、水准点恢复线路中线, 钉出中、边桩, 并将边桩外引至用地红线桩处加以固定, 用水准仪测量并计算放出纵、横向下路堤顶、上路堤顶填挖交界线, 钉桩撒线标记, 边线外设桩固定。

施工测量和放样根据原始导线点及加密导线点, 用全站仪恢复K18+~K18+路段的路线中桩, 并放出路基用地边桩和路堤坡脚, 复核路基横断面原地表高程, 如与设计图纸提供的数据有太大出入, 及时报监理工程师复测, 并由监理工程师认可。

1.2 清表

有效清除填方及挖方路段表层超过30 cm的草皮土、种植土、树根以及具有腐蚀物质的土壤, 集中向弃土场内进行堆放。对于地表存在水塘或积水的路段, 应先抽干水分, 将淤泥清除, 运用合格的土方实施回填操作, 最后进行压实处理。

1.3 原地表压实

台阶的开挖:在填筑及碾压之前, 半填半挖施工应沿路线的纵向, 填方段和挖方段则应沿横向, 运用挖掘机或推土机将其开挖成宽度超过2 m的台阶状, 台阶对2%~4%的向内倾斜横坡进行设置。

填筑前的碾压施工:运用超过18 t的振动压路机进行碾压施工, 对于交界面应实施超过2遍的碾压, 且压实度检测应超过91%。

对厚度为80 cm的8%灰土垫层进行施工时, 施工要点应与高路堤8%灰土垫层处于一致状态, 唯一不同的是压实度检测应超过94%。

填方路基的施工:填方路基施工填料和施工方法应和3%掺灰路基的施工保持统一, 但压实度应保持在95%以上。

场地的平整:运用冲击压路机对原地表实施压实, 在具体压实施工中, 应与路基冲击碾压施工方案相结合进行操作。

1.4 土工格栅的铺设

土工格栅在平整的下承层上按设计要求的宽度铺设, 其上下层填料无刺坏土工格栅的杂物, 铺设土工格栅时, 将强度高的方向垂直于路堤轴线方向布置。土工格栅横向铺设。铺设时绷紧、拉挺、避免折皱、扭曲或坑洼。土工格栅沿纵向拼接采用搭接法, 搭接宽度不<30 cm。

1) 底层土工格栅铺设:路基填筑至下路堤顶后, 开挖填挖交界挖方段台阶时, 开挖宽度不<7 m, 台阶面碾压压实度不<91%。交界面碾压成型后, 人工对土工格栅铺设面进行清理干净, 土工格栅以钉桩标记的交界线为轴线, 纵、横向全断面铺设, 铺设土工格栅应均匀、平整, 避免出现扭曲、折皱、重叠, 并要注意避免过量拉伸, 从而避免超过其强度和变形的极限而产生破坏或撕裂、局部顶破等。

2) 上层土工格栅铺设:上层土工格栅铺设位置为上路堤顶面, 3%灰土填方路基填筑至上路堤顶后, 与路床处理底标高平齐, 人工整理格栅铺设面, 铺设方法与底层格栅铺设相同。

1.5 回填

当土工格栅摊铺完成之后, 应对填料实施及时填筑, 避免受到长时间的阳光曝晒。通常情况下, 应将间隔时间控制在48 h以内。

填料的要求:对于土工格栅层相距8 cm以内的路堤填石材料, 应将其最大粒径控制在<6 cm, 应运用轻型推土机或前置式装载机对土工格栅第一层填土摊铺进行操作, 沿路堤的轴线方向进行行驶, 实施压实处理, 使填筑压实的厚度控制在超过60 cm。

2 土工格栅施工控制要点

1) 土工格栅施工的原理。由于土工格栅存在较大的抗拉强度, 能够使路堤的稳定性得到增加。格栅网眼的存在能够对土的横向移动产生制约, 从而形成良好的嵌锁作用, 使土体有较好的整体抗剪能力。土工格栅的使用要求:运用双向拉伸土工格栅进行施工, 每一米纵向极限抗拉强度不<25 k N/m, 横向极限抗拉强度不<35 k N/m, 延伸率不>13%;土工格栅网孔尺寸为30 mm×40 mm, 肋条截面为矩形。

2) 铺设地层土工格栅。在路基范围内应对土工格栅实施全宽铺设, 采用竹桩标出土工格栅铺设的范围, 然后实施铺设。铺设要求土工格栅的铺设处于顺直且平整的状态, 两侧宽度应和路基处于一致。

3) 土方填筑。土工格栅铺设完成之后, 应实施路基填土施工。为了避免运输车辆碾压及调头对土工格栅造成损坏, 应运用滚填的方式对土方进行填筑。结合土的松铺系数确定土方填筑厚度。由推土机进行推平, 压路机实施碾压, 确保土工填筑碾压与路基土方压实的规范要求相符。

4) 铺设上层土工格栅。当土方填筑碾压达到合格状态之后, 即可对上层土工格栅实施铺设。铺设要求和连接方式应和底层土工格栅的铺设处于一致, 且宽度应与填土层顶宽相同。

5) 土方的填筑。当上层土工格栅铺设完成之后, 应及时对上方进行一层土的铺筑, 避免出现破坏或丢失现象。应严格按照路基土方填筑厚度及碾压要求对该层土方进行填筑, 要求松铺厚度控制在30 cm以下, 根据路基土方填筑方案对施工工艺及施工方法进行操作。

6) 施工注意事项: (1) 应使格栅最大强度方向与受最大应力方向一致。 (2) 应尽量避免重车直接在铺好的土工格栅上行驶。 (3) 尽量减少土工格栅的切割量和缝合量, 避免浪费。 (4) 寒冷季节施工时, 土工格栅变硬, 易割手擦膝, 要注意安全。

3 结语

加强土工格栅的施工质量, 就必须要加强施工过程中的各施工要点的整体性调整, 做好施工准备工作的同时, 完善各个步骤的控制要点, 最终保证工程的整体施工。

参考文献

[1]赵伟, 郭明.土工格栅加筋土路基施工工艺研究[J].内江科技, 2013 (1) .

土工格栅 篇2

根据设计要求和实际情况，选用合适的网垫，确保满足设计要求。铺设网垫前一定要平整坡面并夯实，以保证网垫铺设后与坡面紧贴，两块网垫之间搭接不应留有空隙，否则要加设竹钉。

路堤固土网垫路堤坡脚处埋入地面以下不小于0.4m，伸入护肩、埋入坡脚脚墙内侧按设计要求。

固土网垫在斜坡上摊铺时，应保持一定松紧度（可用U形钉控制）。顺坡面铺设，搭接长度、搭接处理要符合设计及规范的规定。

选用合适的网格、格栅，材料性能要满足设计要求。

施工时，应在平整好的下承层上铺设，摊铺时应拉直平顺，紧贴下承层，不使出现扭曲、折皱、重叠。土工网格、格栅铺设时，宜将强度高的方向（纵向）置于垂直路堤的轴线方向。铺设时，在两端各留足够的锚固长度，回折覆裹在压实的填料面上，平整顺适，外侧用土覆盖，以免人为破坏。

铺设土工网格、格栅时，土层表面要平整，不得有坚硬凸出物，摊铺以后要及时填筑填料，严禁碾压机械直接在土工格栅表面上进行碾压。

土工格栅在沿海护岸工程中的应用 篇3

关键词：土工格栅 软基 工程 质量控制

中图分类号：U44 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（c）-0-01

1 工程海域地质类型及特征

山东省长岛县西海岸护岸工程位于长岛县南长山镇荻沟村西侧海域，全长约2000 m，该工程结构为护岸兼围堰。前期建设围堰将原有海域围护起来，为后期建设对所围护海域进行吹填造地打下基础，护岸建成后将发挥景观、休闲、旅游及垂钓功能。本工程位于渤海海域，地貌类型为滨海地貌，海岸类型为岩土海岸。地形总体趋势为东浅西深，海底地势平缓。本工程的护岸结构形式为混合式，上部结构为直立式，下部结构为斜坡式，为堤心抛填开山石。根据工程地质勘测结果显示，本工程海域海底地基淤泥层较厚，最大厚度达到15～20 m。其海底地基承载力小，地基稳定性差，堤心抛填开山石后变形时间较长，因此，需对淤泥质粉质黏土层厚度大于5 m的区域进行软基处理。

2 软基处理的方式及特点

本工程对海底淤泥质粉质粘土层厚度大于5 m的区域进行软基处理。采用基床铺设砂垫层、水下施打塑料排水板、水下铺设单向塑料土工格栅三种方式联合进行处理。基床铺设砂垫层，可增加淤泥层表面的透水性，并增加纵向抗剪力。水下施打塑料排水板为淤泥层增加纵向排水通道，能够加速淤泥层排水固结，提高软基层的承载力。水下铺设单向塑料土工格栅可以有效分配扩散荷载，提高软基的稳定性和承载力，在长期持续荷载作用下蠕变较小，有利于护岸结构的整体性和稳定性。

3 土工格栅在工程软基处理中的应用

3.1 相关技术指标

本护岸（兼围堰）工程坝底宽度为30～32 m，使用的土工格栅的型号为聚丙烯TGDG120型单向塑料土工格栅，土工格栅原材料为2.5 m×100 m（横向卷宽2.5 m，纵向卷长100 m，纵向为主受力方向），土工格栅的铺设方向为其主受力方向垂直于护岸轴线方向，因此，需对土工格栅原材料进行重新剪切、拼接，在拼接的过程中采用塑料锁扣进行固定，并满足2个网孔的搭接宽度，将土工格栅原材料拼接后的单幅尺寸为33 m×10 m。在水下铺设土工格栅施工中，应满足水下横向搭接宽度为1 m。

3.2 施工进度及质量控制要求及难点

为保证本工程软基处理施工的整体性和连贯性，需在基床铺设砂垫层及水下施打塑料排水板之后立即进行水下铺设塑料土工格栅的施工，且施工质量应满足设计及规范要求。施工控制难点有：（1）本工程护岸轴线布置呈流线型，大部分为圆弧段，故在圆弧段铺设土工格栅的过程中需满足最小搭接长度为1 m，对施工精度要求较高，施工控制难度较大。（2）塑料土工格栅需稳定的压在海底，并与软基层完全融合，不得发生漂移。由于塑料土工格栅的质地较轻，受海水浮力的影响，其在铺设的过程及铺设完成后易发生漂移，影响施工质量。

3.3 施工控制方案

（1）传统铺设方式：传统铺设方式采用改装平板驳作为定位与施工船舶进行水下铺设TGDG120型单向塑料土工格栅。（2）改进铺设方式：针对本工程施工进度及质量控制要求及施工控制难点，采用一种改装插板船进行水下铺设TGDG120型单向塑料土工格栅的施工方案。

①插板船改装方法。插板船原进行水下施打塑料排水板施工，有导轨两根及可移动的桩机及套管四套，对称分布于船体两侧，现将一侧原有设备改装，将套管从桩机上移出，只留可在导轨上移动的桩机两台，将两台桩机沿导轨移动至船体中部，并确保其间距为12 m，在两台桩机下安装长度为12 m的钢管材质的横梁，以便固定幅宽为10 m的单向塑料土工格栅。经过改装的船舶即可进行水下铺设单向塑料土工格栅的施工。改装施工船舶示意图，如图1所示。

②船舶定位方法。本工程水下铺设单向塑料土工格栅施工定位采用双GPS进行定位，船体前后各置一台GPS移动站，并连接到计算机上，在施工过程中运用相应的施工定位软件实时的监控船体的位置，施工人员根据船体的位置进行铰锚移船施工作业，确保铺设土工格栅的准确度。

③水下铺设土工格栅施工。塑料土工格栅在陆地上拼接好，经监理工程师检验合格后用交通船运至改装船舶处，将单幅土工格栅固定在钢质横梁上，控制横梁的两个桩机同时匀速向上移动，同时在土工格栅网孔处绑扎沙袋。沙袋绑扎固定后施工人员根据定位软件显示的船体的位置进行铰锚移船，同时控制两台桩机匀速下降，桩机下降的高度与船体横向移动的距离要协调一致，确保土工格栅在铺设的过程中不出现重叠和撕裂的现象。当单幅土工格栅铺设完成后，将船体移至下一船位，继续按照以上流程铺设下一幅土工格栅，并确保每幅土工格栅之间的最小搭接宽度为1 m。

3.4 施工效果评价及分析

首先，本工法只需将前一道工序中使用的施工船舶稍加改装即可投入使用，不需要额外调遣施工船舶，节约了成本；其次，采用本施工方法进行水下铺设塑料土工格栅施工可单日完成6000～8000 m2，施工效率较高，进度较好。最后，水下铺设塑料土工格栅施工完成后，对施工区进行水下探摸的结果显示，土工格栅铺设准确度高，搭接宽度满足要求，未出现漂移现象。经监理工程师检验，该工程质量满足《水运工程质量检验标准》JTS 257-2008的技术要求，该分项工程整体合格率为100%。

4 结语

土工格栅加筋地基试验研究 篇4

载荷试验是确定地基土承载力和变形指标的最直接有效的方法, 也是目前世界各国应用最为广泛的一种原位试验方法。

1 平板载荷试验方法

载荷试验主要参照《岩土工程勘察规范》 (GB50021-2001) 及《建筑地基基础设计规范》 (GB5007-2002) 进行。

现场开挖面积为2 m×2 m, 深度为1.2 m的基坑, 基坑底部采用粘土砖砌筑后用水泥砂浆抹面, 侧壁采用水泥砂浆抹面加固。

承载板尺寸为30 cm×30 cm, 安装承载板前碎石层上铺设2～4 cm砂层找平。

加荷采用油压千斤顶反压加载, 稳定标准为分级维持荷载沉降相对稳定法。预压荷载为200 kPa, 持续时间30 min, 然后卸载, 记录预压沉降量及回弹量。每级加荷增量采用40～60 kPa。每级荷载施加后, 间隔5, 5, 10, 10, 15, 15 min测度一次沉降, 以后间隔30 min测度一次沉降, 当连续两小时每小时沉降小于等于0.1 mm时, 可认为沉降已达到相对稳定标准, 施加下一级荷载, 直至试验终止。

2 试验材料

基层填筑材料为中砂, 控制相对密度为0.60, 根据体积一重量法分五层制备而成, 总厚度75 cm。

砂层地基上部铺设不同厚度 (单层加筋为30 cm, 双层加筋为45 cm) 的碎石垫层, 本次试验采用的砾石级配, 粒径大于20mm的颗粒质量占总质量的81.1%, 可定名为粗砾。

4种格栅的几何尺寸参数见表1, 力学性能指标见表2。

3 试验方案

模型试验针对素土、TX三向格栅、经编格栅、粘焊格栅、双向格栅等不同材料进行, 格栅铺设于砂层顶面, 其上的砾石垫层厚度为30 cm (单层加筋) 或45 cm (双层加筋) , 仅TX三向格栅进行了双层加筋试验。

4 观测设备布置

4.1 沉降观测

承载板的表面沉降采用两个5 cm量程的百分表进行量测。对于素土与一层格栅加筋的试验方案 (即No.1, No.2, No.4～No.6) , 在砾石垫层顶板以下15 cm、30 cm (即砂层顶板处) 、60 cm深度布设三个内部沉降标, 对于两层格栅加筋 (方案No.3) , 分别在垫层顶板以下15 cm、45 cm (即砂层顶板处) 、60 cm三个不同深度处布设。由于承载板中部需要安置加载用的液压千斤顶, 因此, 三个内部沉降标分别布设在对应正方形承载板四角的部位, 距载荷板中心距离为14.4 cm, 向上穿过承载板的孔连接百分表。

试验过程中承载板沉降量与内部沉降标同步读数。

4.2 土压力观测

土压力盒采用日本BE-2kN及BE-10kN土压力计, 其量程分别为2 kg/cm2、10 kg/cm2, 使用国产DY-200型多功能数字读数仪进行数据采集。

土压力盒埋设层数及埋深与内部沉降标相同, 也分三层, 在径向方向的布置如图5所示, 第一层土压力盒共埋设4个, 分别距载荷板中心距离0 m、0.3 m、0.6 m、0.9 m, 砂层顶板的土压力盒埋设5个, 距载荷板中心的距离为0 m、0.15 m、0.3 m、0.6 m、0.9 m, 第三层土压力盒4个, 距载荷板中心距离与第一层相同。试验中在每级荷载加载30 min后以及下一级荷载加载前进行土压力测量。埋设时应注意局部垫砂并找平。

5 试验成果分析

部分试验方案在破坏时对于无格栅仅砾石垫层的方案No.1, 地基达到剪切破坏时承载板四周的土体被挤出, 产生明显的隆起变形, 呈局部剪切破坏模式, 而铺设土工格栅后, 不均匀变形及土体隆起情况得到明显的改善。

根据《建筑地基基础设计规范》 (GB5007-2002) 的规定, 载荷试验应根据p-s曲线确定承载力特征值, “特征值”是表示正常使用极限状态计算时采用的地基承载力, 一般取比例界限和1/2极限荷载值二者中的较小值, 或按照基础沉降量来确定, 取s/b=1%～1.5%时对应的荷载值, 其涵义即为在发挥正常使用功能时所允许采用的抗力设计值, 实际上已隐含了一定的安全储备在内。为了更清晰直观地比较格栅加筋地基的效果, 本文采用极限承载力作为评价的主要指标, 同时参考沉降量和土压力的监测成果。

图1绘出6个试验方案的p-s曲线。由图可见, 铺设格栅后地基的承载力明显提高, 在相同的荷载作用下, 地基的沉降变形明显减小。但是不同类型格栅对承载力的改善效果不同, 对于同样是单层加筋的四种格栅来说, TX三向格栅的效果最为显著, 极限承载力较之仅设置砾石垫层 (以下简称“素土”) 时提高了约35%;另外三种格栅的极限承载力虽然大致相同, 较之素土都提高了约20%, 但p-s曲线表明不同格栅所引起的荷载和沉降间的关系仍存在差异。其中, 粘焊格栅和双向格栅的p-s, 曲线呈现出阶梯状分布, 取阶梯状起始端的拐点作为相应的极限承载力, 粘焊格栅方案还参考了土压力的监测成果, 各方案具体的极限承载力值列于表4-6, 同时还给出总沉降量达到1.5%, 承载板宽度 (即s/b=1.5%) 时对应的荷载。可见在小变形阶段, TX三向格栅的效果也优于另外几种格栅, 与素土相比, 应变1.5%时对应的荷载提高了近43%, 而经编格栅的提高幅度约为19%, 粘焊格栅为27%, 双向格栅为36%。

比较TX三向格栅单层 (No.2) 和双层加筋垫层 (No.3) 的试验结果, 可见格栅铺设层数增加、垫层厚度增大对提高承载力也有明显的贡献, 二者的p-s曲线在前阶段基本重合, 但是双层加筋明显提高了土体在大变形阶段抵抗剪切破坏的能力, 其极限承载力较之素土提高了约65%, 较之单层加筋也可提高约22%。

铺设不同类型的格栅, 对垫层和基础沉降的影响也有明显的差异, TX三向格栅 (No.2) 的沉降主要发生在砾石垫层内, 软基的压缩变形量较小, 而经编格栅和粘焊格栅加筋地基的软基变形仍比较明显, 特别是粘焊格栅, 砂层的沉降几乎占总沉降量的80%以上, 说明该种格栅在减小对软基的扰动性方面贡献不大。

根据不同埋深处的土压力盒监测结果, 绘出各方案承载板应力P0与砂层顶板中心点处应力Pz的关系。由于素土试验中埋设于砂层顶面中心处的土压力盒出现故障, 因此, 未能绘制该方案的P0-Pz曲线。从图2中可见, 当粘焊格栅和经编格栅地基达到极限承载力时, 曲线出现拐点, 表明传递到软基层顶面的压力急剧增大, 应力扩散角迅速降低, 基土处于临界破坏状态。但是TX三向格栅单层加筋方案的P0-Pz曲线基本呈线性关系, 未见明显拐点。

施加上部荷载后, 经编格栅、粘焊格栅、双向格栅的应力影响深度基本在2倍载荷板宽度范围, 但三向格栅在该深度的应力仍较大, 表明格栅加筋垫层的应力扩散范围及深度都有明显增大。

摘要：通过载荷试验, 模拟基础受荷条件下的剪切破坏过程, 了解不同类型格栅在增大荷载扩散角, 提高承载力, 减小地基变形等方面的效果。

关键词：土工格栅,地基,试验

参考文献

土工格栅 篇5

摘要：传统的高填方路堤需用较缓的边坡。占地面积大，且露肩边缘不易压实，边坡稳定，性差，受雨水浸蚀后易坍塌失稳。采用土工格栅对路堤边坡进行加固，能有效阻止土体侧向位移，保持路基稳定、耐久，同时可大幅减少占地面积，降低工程造价。

关键词：土工格栅;路堤;施工技术

离军高速公路工程建设中，多处填土高度20m以上的高填方路堤采用了土工格栅加筋路堤。取得了良好的施工效果和社会效益。

1 施工工艺

1.1基本原理

土工格栅加筋路堤，主要是利用土工格栅与土的摩擦作用、土对土工格栅的被动阻抗作用、土工格栅孔眼对土体的锁固作用以及加筋补强作用，阻止土体的位移、下沉和滑坍，提高路堤的稳定性。

1.2施工工艺流程

施工准备―地基处理―检测、清理下承层―铺设土工格栅―填土摊平碾压―削除边坡宽填部分―土工格栅向上包边―铺设上层土工格栅―两层土工格栅绑扎固定。

1.3工艺特点

土工格栅加筋路堤具有作业程序化、标准化，施工简单，易于把握，且适用范围广的特点。

1.4施工技术参数

土工格栅加筋路堤边坡坡率为1:1，每8m设置一宽2m的平台。在路堤施工中，每填筑50cm沿受力方向设置一层单向拉伸土工格栅(即单向格栅的受力方向垂直于路堤边坡线)，至上而下全部设置。土格栅长度：路床顶面以下0～8m范围内，土工格栅长18.5m，路床顶面以下8m～16m范围内，土工格栅长23.5m;路床顶面以下16m以外，土工格栅长28.5m。每层土工格栅均向路基外伸出2.5m，用以向上翻折包边，与上层土工格栅搭接2m，并绑扎牢固。包边格栅外覆盖50cm厚素土，并植草防护。

1.5施工准备

在施工准备阶段，应认真符合设计文件，清楚设计意图，掌握设计要点、施工工艺及施工方法，熟悉施工规范和质量标准，严格按照设计要求选择合格的土工格栅，做好试验段的施工。

(1)土工格栅技术指标。单向拉伸土工格栅要求原材料为高密度聚乙烯(HDPE)，必须采用全新的原始颗粒原料，严禁采用粉状和再造粒状颗粒原料。单向格栅在20℃下长期蠕变断裂强度为44.2kN/m，抗拉强度≥80kN/m。土工格栅原料鉴定和性能指标应经过国家级试验室进行测试。

(2)试验段施工。根据工程实际结合现有的机械设备选择一段高填方路堤进行试验段的施工，通过试验段的施工确定最佳含水量、填土厚度(离军高速公路施工中，每50cm铺设一层土工格栅，故填土的压实厚度均按25cm控制)、最佳机械组合、压实遍数等。

1.6施工要点

(1)施工放样。在施工现场精确放出路堤边坡坡脚线(加筋路堤要求宽填50cm，所以测量放样时也应当按设计坡脚线外50cm进行)，做桩并洒灰线标记。

(2)地基处理。按照《公路路基施工技术规范》的要求，对原地面进行清表，并将淤泥、杂草及松散土体清除干净。再对原地面做强夯处理(施工中采用kN・m的夯击能)，然后铺筑30cm厚天然砂砾。为降低地下水位，在路基两侧挖设排水沟。

(3)土工格栅铺设。土工格栅铺设前，路基底面应平整、密实。沿着受力方向平铺、拉直，不得卷曲、扭结。土工格栅要向路堤边坡外伸出2.5m，以备包边固结路堤。在铺设的土工格栅上，每2m用U型钉固定于路基上。

(4)路基填筑。

①通过焖土或翻晒的方式控制填土的施工含水量在最佳含水量±2%之间;

②土工格栅铺设完毕后，不可长时间暴晒，应及时按试验段确定的厚度和施工方法填土摊平压实;

③填土的粒径要控制在15cm以下，填料中不可夹杂石块，以免损伤土工格栅;

④填土时，应先填格栅两端，然后依次扩大，车辆不可直接在铺好的格栅上行走，避免格栅隆起;

⑤每层填料要用推土机和平地机整平，确保路基与土工格栅密贴。

(5)边坡整修及包边。土工格栅上填筑两层(压实厚度50cm)填土后，将宽填部分削除至下层(顺便将下50cm的包边格栅覆盖，以免格栅日晒老化)。人工将边坡边缘整修平顺后将下层伸出的土工格栅翻折上来，将边坡包起。

(6)铺设上层土工格栅。按第三条所述方法铺设土工格栅。与下层包起的土工格栅搭接部分用塑料带绑扎牢固，绑扎间距为1m。每填筑50cm后，铺设一层土工格栅并包边，以此类推，直至完成路基填筑。

(7)边坡防护。路基填筑完成后，及时做好坡脚防护。并进行边坡整修，将包边格栅外的覆盖土人工夯拍密实、植草。

2 施工质量控制

施工中要严格按设计及规范要求控制基底处理、路基填筑、土工格栅铺设、路堤边坡整修、包边施工及边坡防护等的施工质量。

土工格栅的铺设质量除在施工中控制外，完工后可通过红外线遥感观测仪检测土工格栅的破损和位移。

路堤的施工质量除用常规的方法检测外，亦可用荷载板检测评价其施工质量。

3 效益分析与评价

离军高速公路工程采用土工格栅加筋路堤后，与传统路堤相比，减少土方填筑100余m3，减少高填方路基强夯90余m2。节约耕地4.02余hm2，并避免了3处共10km的二级公路改线工程，经济价值和社会价值非常显著。

1.6施工要点

(1)施工放样。在施工现场精确放出路堤边坡坡脚线(加筋路堤要求宽填50cm，所以测量放样时也应当按设计坡脚线外50cm进行)，做桩并洒灰线标记。

(2)地基处理。按照《公路路基施工技术规范》的要求，对原地面进行清表，并将淤泥、杂草及松散土体清除干净。再对原地面做强夯处理(施工中采用2000kN・m的夯击能)，然后铺筑30cm厚天然砂砾。为降低地下水位，在路基两侧挖设排水沟。

(3)土工格栅铺设。土工格栅铺设前，路基底面应平整、密实。沿着受力方向平铺、拉直，不得卷曲、扭结。土工格栅要向路堤边坡外伸出2.5m，以备包边固结路堤。在铺设的土工格栅上，每2m用U型钉固定于路基上。

(4)路基填筑。①通过焖土或翻晒的方式控制填土的施工含水量在最佳含水量±2%之间;②土工格栅铺设完毕后，不可长时间暴晒，应及时按试验段确定的厚度和施工方法填土摊平压实;③填土的`粒径要控制在15cm以下，填料中不可夹杂石块，以免损伤土工格栅;④填土时，应先填格栅两端，然后依次扩大，车辆不可直接在铺好的格栅上行走，避免格栅隆起;⑤每层填料要用推土机和平地机整平，确保路基与土工格栅密贴。

(5)边坡整修及包边。土工格栅上填筑两层(压实厚度50cm)填土后，将宽填部分削除至下层(顺便将下50cm的包边格栅覆盖，以免格栅日晒老化)。人工将边坡边缘整修平顺后将下层伸出的土工格栅翻折上来，将边坡包起。

(6)铺设上层土工格栅。按第三条所述方法铺设土工格栅。与下层包起的土工格栅搭接部分用塑料带绑扎牢固，绑扎间距为1m。每填筑50cm后，铺设一层土工格栅并包边，以此类推，直至完成路基填筑。

(7)边坡防护。路基填筑完成后，及时做好坡脚防护。并进行边坡整修，将包边格栅外的覆盖土人工夯拍密实、植草。

2 施工质量控制

施工中要严格按设计及规范要求控制基底处理、路基填筑、土工格栅铺设、路堤边坡整修、包边施工及边坡防护等的施工质量。

土工格栅的铺设质量除在施工中控制外，完工后可通过红外线遥感观测仪检测土工格栅的破损和位移。

路堤的施工质量除用常规的方法检测外，亦可用荷载板检测评价其施工质量。

3 效益分析与评价

土工格栅 篇6

[关键词]公路路堤；土工格栅加筋挡土墙技术；应用

前言

作为我国国民经济发展的重要支柱产业，公路工程在区域发展中发挥着日益重要的作用，而路堤作为公路建设的基础，其施工质量直接关系着公路整体的质量和安全，需要相关施工人员的重视。土工格栅加筋挡土墙技术是现代公路建设中一种新的施工技术，可以有效对土体进行加固，同时改善土体的性能。因此，这里针对土工格栅加筋挡土墙技术在公路路堤施工中的实践应用进行相应的研究和分析。

1、土工格栅加筋挡土墙技术概述

土工格栅是由聚氯乙烯等高分子聚合物材料在加工过程中逐渐形成的，应用于土木工程的网格状屏栅，主要包括玻璃纤维、钢塑及聚酯纤维经编等，与一般材料相比，有着相对较高的抗拉强度。加筋土是一种相对柔性的结构物，具有良好的弹性和韧性，在地基承载中，有着良好的承载能力。通过合理的土工隔栅设计，不仅能够提高土体的特性，同时能够从根本上保障结构的安全系数，承受各种各样的荷载。

在对土工格栅加筋挡土墙进行设计时，通常都会借助极限平衡分析法，通过相应的验算，强化加筋挡土墙的稳定性。一方面，应该从实际出发，对设计因素进行确定，对地质和地形条件进行综合设计；另一方面，应该对设计方法进行合理选择，结合强度折减的方式，增强加筋承受施工应力主筋。极限平衡分析法可以通过假设滑裂面的产生，将土体分为主动去和被动区，从而避免挡土墙的变形。其他各种土工结构在设计过程中，采用的多是有限元分析法，解决单元体，构成离散化的结构，对连续体结构进行替换，从而实现对应力和变形的综合分析。

2、土工格栅加筋挡土墙技术在公路路堤施工中的应用

2.1工程概况

某公路路堤结构相对脆弱，稳定性差，为了保证公路工程的施工和使用安全，在工程设计中，采用加筋挡土墙结构，左右两侧的距离均为500m，挡土墙面板选择强度等级C30的混凝土预制件，其面部为矩形槽板，槽板肩带节点的水平距离为0.5mm，垂直距离为0.5m。在实际设计中，筋带采用了CPE3020Ⅱ钢塑复合筋带。

2.2施工准备

在施工前，应该做好相应的技术交底工作，确保施工人员可以充分熟悉施工设计要点、施工工艺、施工方法、施工规范等，严格按照施工设计的相关要求，对土工格栅进行合理选择，并在试验段进行施工，及时收集相应的参数，确保工程施工的有效展开。对于土工格栅的选择，应该以高密度聚乙烯材料的土工格栅为主，并由经政府部门确定的专业实验室，对土工格栅材料的性能进行检验和测试，切实保证材料的性能和质量。不仅如此，在正式施工前，还需要对路堤土壤的含水量、土层厚度、压实度等进行确定，以保证施工的正常进行。

2.3施工工艺

（1）基坑开挖：在基坑开挖环节，需要做好施工管理工作，通过人与设备相互配合的方式，做好墙体分段施工。一方面，应该做好测量放线工作，同时根据设计要求和测量结果，确定开挖的起点、中间点及边线，并设置明显的桩标；另一方面，应该表明相应的开挖深度，设置排水设施，始终保持基坑的干燥性和排水的通畅性。在对挡土墙进行设计的过程中，可以采用分段施工的方式，对每一段地基高程的设计过程进行明确与细化，做好标高控制。

（2）墙体施工：在对挡土墙墙体进行施工的过程中，考虑到基础施工的重要性，在该工程中，选择C15混凝土垫层，在事先开挖好的基坑中进行浇筑和分段施工。首先，应该对垫层进行全面清理，在每一段长度中对放线进行测量，借助C20混凝土条形事先基础浇筑，确保基础埋深至少达到1.2m。加筋挡土墙面板选用C25钢筋混凝土空心墙面预制块，在对其进行安装的过程中，需要重视对每一层面板的熟知度和相邻面板的错位的有效控制。其次，等到基础顶面施工完成后，需要对面板安装的边缘线进行测量，对桩的基础布局进行控制，确保轴线偏差在10mm以下。然后，选择M10水泥砂浆进行浇筑，在每一层的三个块体中，预留出1条不挂灰浆的竖缝，设置为排水缝，确保分阶出的第一层块体的基体填土扎实，具备良好的密实度和平整度。如果发现异性快，应该进行现场浇筑，并对C25混凝土进行相应的压顶处理。

（3）填料施工：在公路路堤土工格栅加筋挡土墙施工中，应该对填料施工进行有效控制。可以利用自卸汽车对填料进行运输，以人工辅助的方式，配合小型推土机，进行填料的摊铺工作。填料施工中，通过人工铺筑的方式，铺筑厚度约为10cm的土层，配合相应的机械设备进行分层填筑和压实。对于摊铺厚度的选择，应该以面板高度的一半为最佳，根据拉筋的间距，合理确定分层厚度以碾压遍数，以重型振动压路机进行碾压，同时确保碾压的连续性，避免急刹车和急速转向的行为。填料的摊铺应该从拉筋中部，沿平行于墙面的方向进行。

（4）墙后排水：墙后排水应该对各段挡土墙的尺寸和设计高程进行反复细致的计算，同时做好现场放样处理。施工完成后，应该及时做好清理工作和防护工作，避免人为的破坏，要对墙底基础进行科学有效处理，在墙后原地面台阶开挖过程中，重视填土压实工作，始终保持墙后排水的通畅性。

3、结语

综上所述，在现代公路建设中，公路路堤的施工更加重视路基工程的质量，应用土工格栅加筋挡土墙技术，能够有效提高公路路堤施工的质量，保证公路工程的正常施工和使用。对于施工人员而言，应该合理确定挡土墙的尺寸，提升公路的整体性能，推动公路事业的蓬勃发展。

参考文献

[1]廖璐.土工隔栅加筋挡土墙技术在公路路堤施工中的应用[J].交通建设与管理，2014，（12）：7-8，13.

[2]邹雪峰.浅谈公路路堤施工中土工隔栅加筋挡土墙技术的应用[J].江西建材，2014，（17）：156.

[3]陳祝文.公路路堤施工中土工隔栅加筋挡土墙技术的应用研究[J].交通企业管理，2015，（2）：61-62.

土工格栅加筋路堤的机理分析 篇7

关键词：土工格栅,拉力,加筋作用,机理

修筑在软弱地基上的填方路堤,由于地基强度低、压缩性大,容易产生地基失稳、沉陷和不均匀沉降等破坏;为保证路堤稳定和正常填筑施工,常常在路堤底面和堤身铺设一层或几层土工格栅与砂石填料形成加筋路堤,以约束浅层地基土的侧向变形,提高地基承载力,增强路堤的抗滑稳定性,减小路基沉降量。

1 土工格栅的性能

土工格栅是聚合物材料经过定向拉伸形成的具有开孔网络、较高强度的平面网状材料,是目前比较常用的一种土工合成材料。土工格栅的整体性能好,抗拉强度高,延伸率低,质量轻,造价低廉;抗老化耐腐蚀,具有良好的化学、物理稳定性和协调土体变形的能力;用土工格栅加筋路堤施工方便,工艺简单,是一种常用的稳定路基方法。

2 土工格栅的加筋作用

2.1土工格栅筋材的拉力激发

2.1.1平衡路堤填料的水平推力

对于路基来说,由于路堤填料是松散材料,路堤填料的荷载一方面表现为竖向荷载,另一方面还表现为由轴线向两侧的水平推力(见图1),这个水平推力有时对路堤的稳定性起着决定性的作用。朱湘、黄晓明[1]等认为:在加筋路堤中,由于加筋体是良好的受拉材料,当加筋体具有足够的刚度和强度时,路堤填料传下来的水平推力就由加筋体来承受,加筋体内相应地产生一个水平拉力来平衡这个水平推力(见图2)。

2.1.2约束地基表层土的侧向变形力

地基土受到路基填料竖向荷载的作用,必然要产生侧向的变形,特别是地基表层土,所受到的竖向附加压力最大,同时所受到的侧限力又最小,因而会产生显著的侧向变形。在加筋路堤中,由于加筋体的存在,通过筋体与地基土之间的界面摩擦作用,表层地基土的侧向变形受到加筋体的约束,同时相应地在加筋体中会由此产生一个附加的拉力(见图3)。

2.1.3抑制土拱效应

以上两种都是加筋体在路堤填料填筑的瞬时就产生的受力分析,当地基土在路堤填料竖向荷载长期作用下产生固结变形,就会在一定程度上产生土拱效应,在横截面上就像是一根受弯的梁,加筋路堤中由于筋材是良好的受拉材料,起到了类似于钢筋混凝土梁中钢筋的作用,承担了较大的拉力,可以抑制土拱的发展[2],调整路基的沉降变形,在加筋路堤中一般能将未加筋状态下产生的“锅底状”沉降调整成“碟形”沉降,从而减小不均匀沉降。

2.2 土工格栅的加筋作用

2.2.1 承担水平荷载,提高地基土承载力

对于地基土来说,最主要的荷载是竖向荷载,即路基填料的自重。另一个重要的荷载是路堤填料由轴线向两侧的水平推力,由于这个水平向推力的存在,使得地基承受竖向的荷载能力下降。在加筋路堤中,利用一层或几层土工格栅加筋来承担水平荷载,就能显著地提高地基承载力。

2.2.2 增大地基土的约束力,提高竖向承载力

对于未加筋路堤,由于路堤填料是松散材料,不能约束地基表层土由路堤传来的竖向荷载作用下的侧向变形。约束地基表层土的侧向变形,就能提高地基土的竖向承载力。地基表层土侧向变形的约束作用(即地基土表面水平位移的约束),主要取决于路堤基底粗糙程度。土工格栅能够有效地增加基底的粗糙度,对此的解释是土工格栅与土基土相互作用的结果。这种相互作用可归纳为土工格栅表面与土粒的摩擦作用、土粒对土工格栅筋肋的被动阻抗作用和土工格栅孔眼对土基土的“锁定”作用[3]。这3种作用均能充分约束土粒的侧向位移,达到增大地基土的约束力,提高竖向承载力的目的。

2.2.3 抑制土拱效应,减小路基沉降量

工程实践证明,加筋体协调地基沉降的能力是很强的。目前,对于土工格栅抑制土拱效应的发展、协调地基变形的理论研究较少,而且对于土工格栅能否减少路基沉降量,工程界尚有不同看法[4]。本文认为:地基表面和路堤基底间铺设土工格栅后能明显减小地基的不均匀沉降量(定义为堤轴处与堤趾处沉降量之差),但对减小路基整体沉降量不太明显。

3 土工格栅加筋作用的机理分析

3.1 等效围压原理

土体中加入高弹性模量筋材后,筋材对土体提供了一个约束阻力,从而增加了加筋土体的侧向围压(当土体和土工格栅之间无位移时,这两个值相等),因此可以把增加的侧向围压与加筋土体所承受的围压全部换算为加筋土体所承受的围压,等效围压原理可表示为:

其中,Δσ3为等效周围压力;KP为被动土压力系数,KP=tg2(45°+φ/2),φ为填土的内摩擦角;σ3为周围压力;(σ1)fR为加筋土破坏时的大主应力;aF为加筋土破坏时加筋单位宽度的拉力;ΔH为加筋的间距。

3.2 准粘聚力原理

土体中加入了高弹性的筋材后,引起加筋土体的大主应力σ1提高到σ′1,认为内摩擦角基本没有变化,可以按照σ′1和σ3的摩尔圆算出加筋土体所增加的粘聚力ΔC,即准粘聚力CR,准粘聚力原理可表示为:

其中,CR为准粘聚力。

3.3 三轴压缩试验研究

吴景海[7]等用三轴试验研究了3种国产土工格栅对砂土的加筋作用,对土工格栅加筋砂土的机理和效果进行了比较深入的研究。

研究表明:1)土工格栅加筋土的大主应力σ1与周围压力σ3保持良好的线性关系,土工格栅加筋砂土的σ1—σ3关系直线有纵向截距,表明加筋土中存在准粘聚力CR;2)土工格栅加筋土仍符合Mohr-Coulomb抗剪强度理论,即τf=C+σ·tgφ;3)土工格栅加筋砂土与纯砂(粗砂)比较:具有了粘聚力,摩擦角也增大了,提高了加筋砂土的抗剪强度指标,进而达到了提高加筋土体抗剪强度的目的。

4 结语

土工格栅是一种良好的路用加筋材料,其加筋路堤的作用主要通过土工格栅筋材的拉力激发来实现。土工隔栅的加筋作用体现在个方面平衡路堤填料的水平推力降低荷载水平提高地基土承载力;2)约束地基表层土受到的作用力,增大地基土的约束力,提高竖向承载力;3)抑制土拱效应,减小路基沉降量。对土工格栅加筋机理的原因有等效围压原理和准粘聚力原理两种等价的理论解释,实践上有室内的三轴压缩试验和大量的工程实例可以验证

参考文献

[1]朱湘,黄晓明,邓学钧.土工格栅加筋路堤机理研究[J].公路交通科技,2000,17(1):30-32.

[2]曹荣旭.桩承土工合成材料复合地基的数值模拟研究[J].山西建筑,2004,30(8):33-34.

[3]陈家琪.塑料土工格栅的性能分析[J].工程塑料应用,2003,30(2):32.

[4]徐少曼.堤坝下软基土工织物加筋效果与尺寸效应[J].岩土工程学报,1999,21(1):129.

[5]Moroto N.Triaxial compression test for reinforced sand with aflexible tension member[A].In:Int Symposium on Earth Rein-forcement Practice[C].1992:131-134.

[6]保华富.聚合物土工格栅加筋碎石土试验研究[J].岩土工程学报,1999,21(2):217-221.

[7]吴景海.土工合成材料与土工合成材料加筋砂土的相关特性[J].岩土力学,2005,26(4):539-541.

单向土工格栅拉伸性能试验研究 篇8

1 试验方法和过程

拉伸实验采用仪器为南京土壤仪器厂生产改进的TZY-1型土工合成材料综合测定仪,夹具为平网纹式,试验中用1层～2层衬垫,拉伸速率50 mm/min,试验方法参照交通部JTG E50-2006公路工程土工合成材料试验规程进行操作。

单向土工格栅规格:TGDG50;单位面积质量:550 g/m2±50 g/m2;卷宽:2.0 m;抗拉强度:不小于1.0 kN/条,不小于50 kN/m;应变2%抗拉强度:不小于0.2 kN/条,不小于10 kN/m。

2 不同条数土工格栅单向拉伸试验

试验材料为出厂后未在工程中使用的单向土工格栅,为研究不同试样条数对试验结果的影响,分别取单条,2条,3条,4条,5条单向土工格栅。在加固路基应用中,主要是利用土工格栅应变很小时的拉伸特性,故在试验中分别读取断裂拉力及所对应的应变,及应变达到2%时拉伸力。所谓断裂拉力就是土工格栅试样被拉伸直至断裂过程中所能承受的最大拉力,以kN表示。具体测试数据处理如下:

单条拉伸实验数据,断裂拉力为:1.03 kN;应变:11.75%;应变2%时拉伸力0.34 kN;2条拉伸实验数据,断裂拉力为:1.84 kN;应变:12.22%;应变2%时拉伸力0.59 kN;3条拉伸实验数据,断裂拉力为:2.69 kN;应变:13.34%;应变2%时拉伸力0.78 kN;4条拉伸实验数据,断裂拉力为:4.00 kN;应变:14.48%;应变2%时拉伸力0.99 kN;5条拉伸实验数据,断裂拉力为:4.83 kN;应变:14.12%;应变2%时拉伸力1.23 kN。

综合上述试验结果可以看出,当土工格栅多条受力时,所受力值并不是单条成倍数的累加,而是有不同程度的减少,其减少量与设计值的比例为力值损失。如表1,图1所示,由表1可以看出,随着试验条数的增加,2%应变时拉伸力逐渐减少,其中单条拉力最大,5条拉力最小,两者相差27.6%;如果采用单条试验结果指导设计,结果偏大,对于工程而言偏不安全。

当土工格栅多条受力时,随着受力条数增加,伸长率也在增加(见图2)。

3 土工格栅经碾压后拉伸试验

现场土工格栅铺在200 mm厚度碎石垫层上,经动力碾压(压实度为90%)后,取出碾压后的单向土工格栅,在室内再进行单条和2条拉伸实验,与未碾压样品对比,为研究现场施工碾压对土工格栅性能的影响。

碾压后单条拉伸实验数据,断裂拉力:0.95 kN;应变:11.05%;应变2%时拉伸力0.33 kN。

碾压后2条拉伸实验数据,断裂拉力:1.98kN;应变:12.14%;应变2%时拉伸力0.61kN。

%

通过以上数据分析,可以初步得出如下结论:当土工格栅被碾压后,所受力值也有不同程度的减少,碾压后单条断裂拉力值损失7.77%,2条损失约3.88%。土工格栅被碾压后,当其被破坏时,所对应的伸长率是减小的,如表2所示。应变2%时拉伸力在碾压后也有一定的减小,如表3所示。

4结语

通过单向土工格栅材料的筋材试验和数据分析,得到了以下结论:1)当单向土工格栅多条受力时,所受力值并不是单条的成倍数的累加,而是有不同程度的减少:完全破坏时减少量为3%～13%,小应变(2%)受力减少量为13%～28%;2)当单向土工格栅多条受力时,随着受力条数增加,伸长率也有1%～5%增加;3)当单向土工格栅被碾压后,所受力值有不同程度的减少;4)单向土工格栅被碾压后,当其被破坏时,所对应的伸长率是减小的。

摘要：通过对单条和多条单向土工格栅,以及碾压前后的单向土工格栅进行拉伸试验,得出相关指标的变化范围,使其在不同条件下能更加符合实际情况,从而提高土体的整体强度和稳定性。

关键词：单向土工格栅,拉伸试验,抗拉强度,应变

参考文献

[1]JTG E50-2006,公路工程土工合成材料试验规程[S].

[2]GB/T15788-2005,土工布及其有关产品宽条拉伸实验方法[S].

[3]ASTM D4595-1986,土工布及其有关产品宽条拉伸实验方法[S].

[4]BS 6906.1-1987,土工布及其有关产品宽条拉伸实验方法[S].

[5]NF G38-012-1989,土工布及其有关产品宽条拉伸实验方法[S].

土工格栅在尾矿坝工程的应用 篇9

该尾矿库为三等库。采用上游法排放尾矿, 分阶段用尾矿堆积子坝的方法筑坝, 尾矿坝由西沟主坝、西沟副坝、东沟主坝和东沟副坝组成。坝体断面的结构尺寸、基础地质条件以建设方提供的工程设计图纸及《尾矿库工程地质勘察报告》为依据, 地下水位线以现场实测数据为准。

1 数值计算分析模型及参数选择

本文选取尾矿库东沟主坝断面为计算剖面, 见图1。初期坝坝底标高为33m, 坝顶标高为60 m, 坝高20m, 坝顶宽6m, 坝长266m。初期坝采用堆石坝浆砌石护坡, 内外坡坡比为1:2。后期子坝均采用尾矿筑坝, 坝高均为5m, 坝顶宽22.5m, 外坡坡比1:2.5, 内坡坡比1:2。

有关渗流计算和坝体稳定性分析涉及的坝基基础、初期坝和后期尾矿堆积子坝等材料的物理力学指标依据《尾矿库工程地质勘察报告》中的建议值以及对不同区域的库内尾矿料及现场流槽试验取样进行常规土工试验、静力三轴试验等确定的抗剪强度参数及应力应变特性指标。具体各项物理力学指标参数见表1。

2 坝体渗流数值分析

根据现坝高下东沟主坝的运行现状计算出当前浸润线位置 (如图2) , 并与尾矿库现场四个观测井提供的实测数据 (见表2) 进行了校核, 结果验证数值计算的浸润线位置和现场四个观测井得到的数据点基本吻合, 说明计算中采用的参数是合理的, 可为后续渗流分析和抗滑稳定分析所采用。

另外, 根据《尾矿库安全技术规程》 (AQ2006-2005) 规定的三级尾矿库最小干滩长度为70m, 并考虑正常安全生产条件下的干滩长度100m, 分析了最终坝高时正常水位和洪水位下其浸润线位置和总水头等值线图。研究发现, 无论是正常水位, 还是洪水位, 浸润线均没有从尾矿子坝或者初期坝坡面出溢, 只是洪水位比正常水位渗流速度稍大, 且浸润线有所抬高, 更贴近坡面, 而最大渗流速度出现在初期坝坝趾位置, 说明坝体不会发生渗流破坏。

3 坝体稳定有限元分析

3.1 分级筑坝过程中子坝稳定性分析

结合Seep/W渗流计算的浸润线结果, 采用Sigma/W模块分析逐级修筑子坝的抗滑稳定性。其稳定安全系数结果见表3:

研究发现, 随着子坝不断加高, 先期子坝的稳定不断下降;当坝体修筑到一定坝高之后, 先期第一级子坝将最先达到失稳破坏, 这时将不能继续修筑子坝。当修筑第三级子坝时, 一级子坝的稳定安全系数在三个子坝中最小, 仅为1.027;而当修筑第四级子坝时, 此时一级子坝将率先失稳破坏, 其稳定安全系数为0.962。

另观察坝体的应力等值线图 (如图3) , 在一级子坝出现了拉应力区, 说明坝体在此时 (修筑第四级子坝) 一级子坝将要失稳破坏。

此时, 尾矿库最多只能修筑三级子坝, 这极大限制了尾矿库的设计库容, 影响尾矿坝作用的发挥。如果不改变设计方案, 将不得不另选址修建尾矿库。

3.2 土工格栅加筋坝体稳定有限元分析

土工格栅具有应力扩散作用, 能防止不均匀沉降, 提高土体的承载力, 是一种很好的加筋材料, 已广泛应用于路基、挡土墙、堤坝等工程。下面探讨了其在尾矿坝中的可行性和效果。

选用高密度聚乙烯单向土工格栅 (参数见表4、表5) 作为加筋材料, 并修改子坝堆筑坝高和坡比 (每级子坝坝高均为10米, 子坝坡比均为1:1) , 比较了未加筋尾矿坝和土工格栅加筋尾矿坝的等值线图。

从图4-图7可以看出, 土工格栅加筋和未加筋尾矿坝坝体的应力等值线图和位移等值线图大体一致, 只是在土工格栅加筋的子坝区域应力分布存在差异, 说明土工格栅加筋修筑子坝对坝体整体影响不大, 其影响区域仅存在于加筋的子坝;另外, 应力等值线图还表明了加筋之后, 土工格栅承担了一部分应力, 从而改变加筋区尾矿的应力分布, 且从图4小主应力等值线图中还可以看到, 土工格栅承担了拉应力, 正因为这样的应力重分布, 加筋使得尾矿子坝的稳定性提高。而从图6正向水平位移等值线图可以看到, 土工格栅加筋使得尾矿子坝的正向水平位移明显减小, 范围也显著缩小。

尾矿坝子坝的稳定安全系数, 其结果见表6:

从表6可以看出, 土工格栅加筋之后, 尾矿子坝的稳定系数得到较大提高, 不但实现了子坝继续堆筑, 而且实现了尾矿坝坡比加大修筑, 增加了尾矿库总库容。采用土工格栅修改方案修筑后尾矿库有效库容增加39.6万立方米, 提高库容容量18.03%。

4 结论

加筋土技术是一门应用较早但理论发展相对滞后的土工技术。本文基于有限元法采用岩土工程软件Geo Stuido探讨了土工格栅加筋尾矿坝工程的可行性和适用性, 取得了以下一些有益结论:

(1) 尾矿坝工程中, 先期子坝的水平位移均比后期子坝相对较大, 而最大水平位移出现在初期坝后方的坝中, 说明先期子坝较后期子坝偏危险。

(2) 从应力等值图得出, 在未加筋尾矿筑坝时, 当尾矿坝修筑到第四级子坝时, 在一级子坝出现了拉应力区, 说明一级子坝将率先失稳破坏;

(3) 在加筋土中, 土工格栅承担了拉应力, 正因为这样的应力重分布, 尾矿子坝的稳定性得以提高。

(4) 土工格栅加筋修筑尾矿子坝, 不仅实现了子坝的继续加高, 而且能够提高尾矿库的筑坝坡比和总库容, 取得了较好的数值计算结果, 为尾矿坝设计施工提供技术依据与参考。

参考文献

[1]卢颖, 孙胜义.我国矿山尾矿生产现状及综合治理利用[J].矿业工程, 2007, 5 (2) :53-55.

[2]水利部水利水电规划设计总院.GB50290-1998土工合成材料应用技术规范[S].北京:中国计划出版社, 1998.

[3]中国有色工程设计研究总院.AQ2006-2005尾矿库安全技术规程[S].北京:煤炭工业出版社, 2005.

[4]朱亚林, 孔宪京, 邹德高等.土工格栅加筋高土石坝的动力弹塑性分析[J].水利学报, 2012, 43 (12) :1478-1486.

土工格栅 篇10

关键词：土工格栅,高速公路,传感器,侧位移,稳定性

1 试验工程概况

选择湖南某高速公路高填方路段作为试验路,试验中在3个断面上埋设测试元件(+050,+100,+150),通过埋设观测元件,采集数据进行土压力分布、筋材受力与变形性能对比测试。观测元件的埋设点布置如图1所示。

图1表明:1)试验段高10.5 m,边坡坡比为1∶0.75,分17层铺设土工格栅,层间距为0.6 m。2)分6层测试土工格栅筋带受力,共需30×3个应力计;分2层测试加筋路堤中土压力,共需12×3个土压力盒。

2 测试元件埋设方法

1)土压力盒位置。

为了准确确定土压力盒的位置,应在埋设断面设立标志杆,通过标志杆精确定位。定位的原则是以线路中心线向路边计算。若定位不准确,将影响测试的土压力值。在垂直断面上,土压力盒分3层埋设,在同一水平面上按等距分布,布置数量、相应标高及水平埋设位置见图1。

2)土压力盒埋设方法。

a.对使用的动态应变仪进行检测,即使用等强度梁(或标准应变发生器)对动态应变仪第一个通道进行静态应变标定,准确得出动态应变仪的放大系数(增益)。b.对土压力盒进行标定,将使用等强度梁测到的动态应变仪的放大系数与厂家提供的土压力盒的标定系数进行比拟,得出相应的灵敏度。c.若不对土压力盒进行标定,则必须对土压力盒的电阻平衡进行检测。d.土压力盒埋设前,对引线进行检查。准备金属蛇皮管和细砂。金属蛇皮管用于保护引线。工具需要万用表、大小螺丝刀各1个、小铁铲、水平尺。

3)土压力盒的埋设步骤。

a.当填土标高达到土压力盒埋设位置且已经压实到设计要求时,确定土压力盒的埋设位置。b.将埋设土压力盒位置附近的填土整平。c.在埋设位置掏一个与土压力盒直径相同的小洞,洞的深度与土压力盒相同。d.埋设引线。在埋设引线前套好塑料管,埋设引线时,引线应松弛,以保证当路基沉降时,有一定的预留量以防引线拉断。e.在土压力盒顶填一些细砂,细砂的高度在2 cm左右,并轻轻压实。f.埋设土压力盒后,用万用表检查引线和检测初读数。

4)土工格栅传感器安装注意事项和步骤。

a.传感器在安装前1天必须进行检验,并读取初始状态下的初读数。b.传感器在取出运到施工现场前,先进行检查,读取非受力状态下的读数。c.土工格室和土工格栅的应力计传感器在安装时必须按设计图编号放置到规定位置后,并读取非受力状态下的读数。d.安装传感器,用乳化沥青进行防锈防潮处理,具体操作方法是,用粘了乳化沥青的纤维布在连接处进行包裹,最后用适当大小的两竹片(或其他片状物品)将应力计夹起来,并用小勺将小量乳化沥青填满孔隙,读取此时的读数。e.用砂性土在应力计周围进行填筑并适当压实,读取此时的读数。f.读取这一层填土填完之后的读数。

3 试验结果分析

图2和图3分别为土工格栅加筋路堤底部和加筋路堤中部土压力分布测试对比曲线。从图中可以看出,水平方向,以加筋路堤中线(即测试点水平坐标7.5 m处)为轴线,土压力沿水平方向向路堤边缘减小,即同一高度位置处,中部土压力大于两侧土压力;从两图的比较中还可以看出,加筋路段中间高度位置处同一层土压力的变化梯度小于加筋路段底部同一层土压力的变化梯度,这表明加筋路堤中上层土工格栅卸除了底层路堤的部分压力,使坡脚处压力不至于过分集中而有利于路堤的稳定。

图4,图5和图6为加筋路堤加筋材料中所埋设的受力观测元件的实测曲线。不难看出加筋路堤填筑体中部,加筋材料受力明显增大(格栅加筋体中的第3、第4受力测试层),加筋材料其受力分析也表明:受土压力分布与筋材布置影响,加筋材料在路基中部的受力较路基边缘大。

通过对加筋路堤土压力与筋材拉力的分析表明,由于加筋体的作用,使得路堤底部边缘的应力不至于过分集中,将各层路基边缘的应力向中部分散,有利于整体路堤的稳定。

4 结语

1)陡坡路基用土工格栅加筋对路堤的变形稳定性的有利作用是很明显的。长度合适的加筋能有效限制侧位移,提高路堤的稳定性。2)路堤中铺设的土工格栅所受的拉力从下往上逐渐减小,最大拉力出现在堤底第2层上。随着填土的逐渐增加(或所承受的荷载逐渐增加),每层土工格栅拉力的最大峰值向位于路堤里面的部分(末端处),即路堤土体承受拉力的范围逐渐扩大,土工格栅也逐渐发挥作用。

参考文献

[1]保华富.聚合物土工格栅加筋碎石土试验研究[J].岩土工程学报,1999,21(2):217-221.

[2]赵川,周亦唐,余永强,等.土工格栅加筋碎石本构模型试验研究[J].武汉大学学报,2000,35(1):33-34.

[3]吴景海,王德群,王玲娟,等.土工合成材料加筋的试验研究[J].土木工程学报,2002,35(6):20-21.

塑料土工格栅抗拉特性试验研究 篇11

塑料土工格栅是经挤压制出的聚合物板材 (原料多为聚丙烯或高密度聚乙烯) 上冲孔, 然后在加热条件下施行定向拉伸形成方形或矩形的聚合物网材。按其制造时拉伸方向的不同可分为单向拉伸和双向拉伸两种。单向拉伸格栅只沿板材长度方向拉伸制成, 而双向拉伸格栅则是继续将单向拉伸的格栅再在与其长度垂直的方向拉伸制成。

2 实验设备

本次测试塑料土工格栅的方法参照中华人民共和国国家标准GB/T 17689—2008土工合成材料塑料土工格栅规范进行。

2.1 微控电子式万能试验机

微控电子式万能试验机采用伺服电机及伺服调整系统, 先进的芯片集成技术和专业设计的数据采集放大和过程控制系统。本机适用于各种金属与非金属材料的各项力学性能指标的测试。控制软件能实现自动求取弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断裂强度、试样延伸率、断面收缩率等常规数据, 能自动计算试验过程中任一定点的力、应力、位移等数据结果。计算机控制系统对试验过程的控制和数据处理符合相应金属材料与非金属材料国家标准的要求。

2.2 试样状态调节与实验的标准环境

样品在温度 (20±2) ℃环境下放置24h, 并在该环境下进行实验。

3 实验材料

本次试验材料选用TGSG1515、TGSG2020、TGSG3030、TGSG4040四种规格的聚丙烯双拉塑料格栅进行双向拉伸实验。

4 实验内容

4.1 试验目标

本次试验拟求得塑料土工格栅在常温的环境温度、约束状态等边界条件下的拉伸屈服力、屈服伸长率以及不同伸长率对应的拉伸力等的变化规律。

4.2 拉伸实验及现象

拉伸实验在微控电子式万能试验机上进行, 应力、应变由数据采集仪全程记录, 可以看到如下现象:

(1) 试样破坏位置多出现在节点处、肋条与节点联结处、肋条中部。 (2) 试样受荷初期, 伴随着应力变形的增大, 接连出现肋部“颈缩”现象、肋间联结两端附近“毛刺”现象。在破坏荷载时, 应力集中处突然断裂并出现许多细丝。 (3) 由于试样夹持时力量不均匀所致, 试样的肋条先后相继断裂, 因此要确保试样夹持力的均匀性。

5 实验结果整理及分析

对四种试验材料利用微控电子式万能试验机做拉伸实验, 获取数据作图如下:

如图1所示:强度等级为TGSG1515的塑料格栅格栅纵向肋31条, 平均抗拉力0.50kN、平均抗拉强度50.17MPa、平均断裂伸长率11.51%、2%伸长率时的拉伸强度为0.17kN/m, 5%时的拉伸强度为0.34kN/m;横向肋30条, 平均抗拉力0.53kN、平均抗拉强度52.74MPa、平均断裂伸长率14.30%、2%伸长率时的拉伸强度为0.18kN/m, 5%时的拉伸强度为0.35kN/m。

如图2所示:强度等级为TGSG2020的塑料格栅格栅纵向肋29条, 平均抗拉力0.77kN、平均抗拉强度76.80MPa、平均断裂伸长率12.95%、2%伸长率时的拉伸强度为0.11kN/m, 5%时的拉伸强度为0.40kN/m;横向肋30条, 平均抗拉力0.74kN、平均抗拉强度74.27MPa、平均断裂伸长率11.46%、2%伸长率时的拉伸强度为0.12kN/m, 5%时的拉伸强度为0.41kN/m。

如图3所示:强度等级为TGSG3030的塑料格栅格栅纵向肋24条, 平均抗拉力1.30kN、平均抗拉强度130.41MPa、平均断裂伸长率14.45%、2%伸长率时的拉伸强度为0.10kN/m, 5%时的拉伸强度为0.60kN/m;横向肋24条, 平均抗拉力1.27kN、平均抗拉强度125.56MPa、平均断裂伸长率11.36%、2%伸长率时的拉伸强度为0.28kN/m, 5%时的拉伸强度为0.75kN/m。

如图4所示:强度等级为TGSG4040的塑料格栅格栅纵向肋24条, 平均抗拉力1.70kN、平均抗拉强度170.13MPa、平均断裂伸长率14.40%、2%伸长率时的拉伸强度为0.41kN/m, 5%时的拉伸强度为0.91kN/m;横向肋24条, 平均抗拉力1.68kN、平均抗拉强度167.79MPa、平均断裂伸长率11.07%、2%伸长率时的拉伸强度为0.43kN/m, 5%时的拉伸强度为1.05kN/m。

6 结论

由以上实验总结出随着塑料格栅强度设计等级的提高, 塑料格栅纵横向的肋数逐渐减少, 单肋的宽度逐渐增加;2%、5%伸长率时的拉伸强度也逐渐提高;试样TGSG1515及TGSG2020两个等级的塑料格栅在达到屈服强度时容易出现突然断裂。

摘要：通过对塑料土工格栅在常温条件下的拉伸试验, 得到拉伸屈服力、屈服伸长率、不同伸长率对应的拉伸力等数据。本文对实验数据进行了分析, 得到了塑料土工格栅拉伸断裂的一些规律。

关键词：塑料土工格栅,拉伸试验,抗拉特性

参考文献

[1]杨果林.现代加筋土技术应用与研究进展[J].力学与实践, 2002, 24 (1) :9-17.