土工格室工程性状及应用

目录

前言

第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 土工格室的发展及应用现状 3

1.2.1 土工格室的发展 3

1.2.2 土工格室的应用现状 5

1.3 土工格室的命名 6

1.4 土工格室在道路工程中的应用 7

1.4.1 软弱地基加固 7

1.4.2 路基边坡防护 8

1.4.3 路基支挡工程9

1.4.4 沙漠地区筑路 10

1.4.5 处理路桥过渡段跳车与填挖交界处不均匀沉降 10

第2章 土工格室材料性能 11

2.1 概述 11

2.2 土工格室材料基本性能测试 15

2.2.1 格室片的基本性能测试方法 16

2.2.2 格室片的基本性能测试结果 17

2.2.3 土工格室材料的基本性能要求 19

2.3 土工格室材料的力学性能 19

2.3.1 土工格室材料的强度 19

2.3.2 土工格室片的强度测试结果 25

2.3.3 对塑料土工格室强度的要求 27

第3章 土工格室结构层压缩性状 28

3.1 概述 28

3.1.1 回弹模量 28

3.1.2 变形模量 29

3.1.3 地基承载力 30

3.2 土工格室结构层压缩性状试验 30

3.2.1 试验目的与试验内容 30

3.2.2 试验方案设计 31

3.3 坚实地基上土工格室结构层的压缩性状 37

3.3.1 黄土填料的土工格室结构层试验 37

3.3.2 粗砂填料的土工格室结构层试验 39

3.3.3 试验影响因素分析 41

3.4 软弱地基上土工格室结构层的压缩性状 48

3.4.1 黄土填料的土工格室结构层试验 49

3.4.2 粗砂填料的土工格室结构层试验 51

第4章 土工格室结构层剪切性状 54

4.1 概述 54

4.1.1 土的抗剪强度理论 55

4.1.2 土的抗剪强度试验 56

4.2 土工格室结构层直剪试验 57

4.2.1 试验目的与内容 57

4.2.2 试验方案设计 58

4.2.3 试验结果分析 61

4.3 土工格室结构层三轴剪切试验 65

4.3.1 试验方法 65

4.3.2 参数选取 65

4.3.3 试验内容 66

4.3.4 试验结果分析 66

第5章 土工格室结构层拉伸性状 69

5.1 概述 69

5.2 土工格室结构层拉伸性状试验 69

5.2.1 试验目的与试验内容 69

5.2.2 试验方案设计 70

5.3 土工格室结构层拉伸性状分析 74

5.3.1 拉伸强度和拉伸模量 74

5.3.2 拉伸作用下不同拉力格室片材的应变 75

5.3.3 拉伸作用下不同断面格室片材的应变 76

第6章 土工格室在软弱地基加固中的应用 83

6.1 概述 83

6.2 土工格室加固机理探讨 83

6.2.1 土工格室的侧向约束作用和摩擦作用 84

6.2.2 土工格室结构层作为加筋体约束地基位移的作用 85

6.3 弹性地基梁理论 86

6.3.1 弹性地基梁的基本理论 86

6.3.2 弹性地基梁基本方程的求解 88

6.3.3 内力公式 88

6.3.4 土工格室结构层计算 89

6.3.5 相关参数的确定 90

6.3.6 公式的验证 94

6.4 土工格室柔性筏基工程数值模拟 101

6.4.1 计算概述 101

6.4.2 计算结果分析 102

6.5 柔性筏基设计与施工 108

6.5.1 柔性筏基设计 109

6.5.2 桩筏体系设计 109

6.5.3 柔性筏基施工工艺 109

6.5.4 桩筏体系施工工艺 110

6.6 工程实例 111

6.6.1 土工格室柔性筏基工程实例 111

6.6.2 土工格室桩筏体系工程实例 113

6.6.3 效果评价 113

第7章 土工格室在路基边坡防护中的应用 115

7.1 概述 115

7.2 路基边坡加固机理 117

7.3 路基边坡冲刷模型试验 123

7.3.1 试验目的与冲蚀机理 123

7.3.2 试验设计与试验方案 127

7.3.3 路基边坡冲蚀过程模拟 132

7.3.4 试验结果分析 134

7.4 路基边坡防护数值模拟 143

7.4.1 数值模拟软件 143

7.4.2 土工格室植草护坡数值模拟 148

7.5 土工格室复合型边坡防护技术 155

7.5.1 土工格室植草护坡设计 155

7.5.2 土工格室植草护坡施工 160

7.6 工程实例 162

7.6.1 实例一 162

7.6.2 实例二 163

第8章 土工格室在路基支挡工程中的应用 165

8.1 概述 165

8.2 土工格室柔性挡墙 169

8.2.1 土工格室柔性挡墙的特征 169

8.2.2 土工格室柔性挡墙的作用机理 169

8.2.3 土工格室柔性挡墙的破坏机理及适应性分析 170

8.3 土工格室柔性挡墙主动土压力计算 172

8.3.1 土工格室柔性挡墙结构形式 172

8.3.2 墙背主动土压力的确定 173

8.4 土工格室柔性挡墙设计与施工 175

8.4.1 土工格室柔性挡墙设计 175

8.4.2 施工工艺及质量控制 183

8.5 土工格室柔性挡墙工程性状数值模拟 184

8.5.1 模型建立 184

8.5.2 挡墙变形性状 186

8.5.3 挡墙受力性状 193

8.6 工程实例 198

8.6.1 工程概况 198

8.6.2 柔性挡墙设计 198

8.6.3 柔性挡墙施工注意事项 199

8.6.4 柔性挡墙土压力测试 200

8.6.5 测试结果分析及评价 200

第9章 土工格室在路桥过渡段差异沉降控制中的应用 203

9.1 概述 203

9.1.1 沉降机理 205

9.1.2 处治范围 205

9.1.3 处治方法 206

9.2 土工格室楔形柔性搭板数值模拟 206

9.2.1 计算模型与参数 207

9.2.2 数值模拟关键技术问题 208

9.2.3 计算结果分析 210

9.3 土工格室楔形柔性搭板设计与施工 213

9.3.1 土工格室楔形柔性搭板设计 213

9.3.2 土工格室楔形柔性搭板施工 215

9.4 工程实例 216

9.4.1 实例一 216

9.4.2 实例二 223

9.4.3 实例三 227

9.4.4 实例四 230

参考文献 232

《土工格室工程性状及应用》系统地介绍了土工格室材料性能、测试方法及技术标准，深入研究了土工格室工程特性及相关设计理论。《土工格室工程性状及应用》对比分析了素土与土工格室结构层的变形模量、回弹模量的差异，得出地基的承载力；比较了在不同地基土类型下，应用不同结构类型的土工格室在不同压实度下的承载力、变形模量和回弹模量；测试了不同形式的土工格室加筋层和未加筋层之间黏聚力和内摩擦角的变化，得出土工格室结构层强度及变化规律；测试了土工格室结构层在拉伸作用下格室片材的应变及结构层的抗拉强度和拉伸模量；详细分析了在软弱地基加固、路基边坡支挡与防护、路桥过渡段路基差异沉降控制工程中的作用机理，并给出了结构形式、设计计算方法、施工工艺、质量控制标准及具体的工程实例。

1、 处理半填半挖路基

在地面自然坡度陡于1：5的斜坡上修筑路堤时，路堤基底应挖台阶，台阶宽度不得小于1M时，分期修建或改建公路加宽时，新旧路基填方边坡的衔接处，应开挖台阶，高等级公路台阶宽度一般为2M，在每层台阶水平面上铺设土工格室，利用土工格室自身的立面侧限加筋效应，更好的解决不均匀沉陷的难题。

2、 风沙地区路基

风沙地区路基应以低路堤为主，填土高度一般不就小于0.3M.由于风沙地区路基修筑的低路基及重承载的专业要求，采用土工格室可以对松散填料起到侧限作用，在有限的高度内保障路基具有高的刚度和强度，以承受大型车辆的荷载应力。

3、 台背路基填土加筋

采用土工格室可以更好的实现台背加筋的目的，土工格室与填料间可以产生足够的摩擦力，有效减少路基与构造物间的不均匀的沉降，最终才能有效缓解“桥台跳车”病害对桥面的的早期冲击破坏。

4、 多年冻土地区路基

在多年冻土地区修筑填方路基，应达到最小填土高度，以防止发生翻浆或引起冻层上限下降，致使路堤发生过量沉降。土工格室特有的立面加筋效应和有效的落实的整体侧限性，可以在最大程度上确保在某些特殊地段的最小填土高度，并使填土具有高品质的强度和刚度。

5、 黄土湿陷路基处理

对于高速公路和一级公路通过湿陷性黄土和压缩性较好的黄土地段时，或高路堤的地基允许承载力低于车辆协力荷载和路堤自重的压力时，还应按承载力要求对路基进行处理，这时土工格室的优越性就彰现无疑了。

6、 盐渍土、膨胀土

采用盐渍土，膨胀土修筑的高速公路，一级公路，路肩及边坡均采用加固措施，格室的立面加固效果是所有加固材料中最优异的一种，而它具有优良的耐腐蚀性，完全可以满足在盐渍土，膨胀土修筑高等公路的要求。

《一种土工格室及制作方法》涉及土木工程施工技术领域，特别是涉及一种土工格室及制作方法。

一种土工格室及制作方法专利目的

《一种土工格室及制作方法》的目的是提供一种土工格室，具有较强的连接强度，并且有效的提高了土工格室的使用寿命。该发明还提供了一种土工格室的制作方法，制作简单，成本较低，连接强度高，使用寿命成。

一种土工格室及制作方法技术方案

《一种土工格室及制作方法》提供一种土工格室，包括PET片材和由所述PET片材相互连接组成蜂格状的土工格室，所述PET片材相互连接处设有连接孔，所述连接孔处设有用于将所述PET片材连接的注塑固定件，所述注塑固定件包括设置于连接孔内的注塑杆和固接设置于注塑杆两侧端头的固定片，所述固定片与所述PET片材侧壁紧贴。优选地，所述连接孔的数量为多个。优选地，所述连接孔的数量为3个。优选地，多个所述连接孔之间的间距相等。优选地，相邻两个固定片连接为一体。优选地，所述土工格室由一个或多个所述PET片材构成。

《一种土工格室及制作方法》还提供了一种土工格室制作方法，包括步骤：1）将PET片材相互交叉组成蜂格状的土工格室；2）在所述PET片材相互交叉连接处设置连接孔；3）在所述连接孔处设置注塑固定件。其中，所述步骤1）中包括步骤：11）将一个或多个所述PET片材相互交叉；12）拉伸所述PET片材，形成蜂格状。其中，所述步骤2）中包括步骤：21）在PET片材1相互交叉连接处平行且等距设置多个连接孔。其中，所述步骤3）中包括步骤：31）使用注塑机将融化的塑料灌入所述连接孔内，形成注塑杆；32）在所述注塑杆两侧端头，采用注塑机将融化的塑料形成固定片；33）采用注塑机将多个所述固定片连接为一体结构。

一种土工格室及制作方法改善效果

《一种土工格室及制作方法》所提供的土工格室，首先采用PET片材相互连接组成蜂格状的土工格室，在PET相互连接处设置连接孔，通过采用注塑固定件将PET片材相互连接处连接，所述注塑固定件包括所述注塑固定件包括设置于连接孔内的注塑杆和固接设置于注塑杆两侧端头的固定片，注塑杆将用于将连接处的连接处连接，固定片可将PET片材固定，避免PET片材脱离注塑杆，固定片与所述PET片材侧壁紧贴，可使PET片材之间相互紧密贴合；因为PET片材具有较好的耐高温特性，因此注塑的过程中，PET片材并不会受到高温影响，并且又因为注塑连接件为液体转化为固体，从而使片材之间的连接更加牢固，提高土工格室的整体强度，也提高了土工格室的使用寿命。

《一种土工格室及制作方法》还提供了一种土工格室制作方法，采用PET片材相互交叉组成蜂格状，然后在PET片材相互交叉连接处设置连接，最后在连接孔处设置注塑固定件，将PET片材连接处固定为一个整体。因为PET片材具有较好的耐高温特性，因此注塑的过程中，PET片材并不会受到高温影响，并且又因为注塑连接件为液体转化为固体，从而使片材之间的连接更加牢固，提高土工格室的整体强度，也提高了土工格室的使用寿命，并且制作方法简单，成本较低。