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土工格栅的应变

发布时间:2017-11-23 00:22   阅读:次   字号:  

文中模型试验分别在第一层和第五层填土底面铺设土工格栅,每层土工格栅上布设有 6 个断面共18 个应变观测点,土工格栅应变分析时,将沿路线纵向同一断面上 3 个点的有效应变观测值进行算术平均,作为该断面位置的应变代表值绘制土工格栅应变曲线,进行土工格栅工作性状分析. 加铺土工格栅的各试验工况路堤破坏时,土工格栅的应变分布曲线如图 1 所示.由图 1 可见,当拓宽路堤发生差异沉降时,土工格栅的受力沿路堤横断面是不均匀分布的,最大应变基本都发生在断面 1 的位置,即靠近新旧路堤分界处; 从断面 1 至断面 6 方向,土工格栅应变呈现逐渐减小的分布规律. 

土工格栅应变分布曲线

   图 1 土工格栅应变分布曲线

  Fig. 1 Strain distribution curves of geogrid

72 华 南 理 工 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版) 第 39 卷 工况 C4 土工格栅应变沿路堤横断面的分布最不均匀,新旧路拼接结合处土工格栅发生的应变相当于路堤边坡附近土工格栅应变值的 15 倍左右. 此外,相同断面处下层土工格栅发生的应变普遍大于铺设在其上方的土工格栅的应变,结果反映铺设在路堤下部的土工格栅其工作性能受路基差异沉降的影响更大. 当新旧路基未发生差异沉降时,工况 C1 中铺设在靠近路堤顶面的土工格栅发生的应变在荷载作用位置附近最大,断面 3 的土工格栅应变大小相当于断面 1 土工格栅应变值的 2 倍左右,断面 4 的土工格栅应变也相当于断面 1 的 1. 5 倍左右,很显然,当路堤顶面作用荷载时,在路堤上部铺设土工格栅可提供明显的加筋作用.

   从图 1 还可以看出,各种工况条件下土工格栅的应变均不大,差异沉降为 50 mm 时测得的应变最大值仅为 0. 44% . 文献[12]曾报道,在宁杭高速公路二期工程现场试验测得填土平均高度为 2 m 的单层土工格栅加筋路堤中土工格栅发生的最大应变为0. 6% ,并采用 FLAC3D 数值分析软件模拟计算搅拌桩处理软基后加筋路堤中土工格栅发生的最大应变为 0. 25% ,普通填土高度加筋路堤中土工格栅发生的应变均未超过 1% ,其研究结论与文中的试验结果较为接近. 但是,目前广三扩建工程中设计采用的双向土工格栅纵向最大伸长率为 23. 86% ,横向最大伸长率为 10. 05% ,抗拉伸变形指标远高于试验研究中测得的最大应变值,反映设计采用的土工格栅筋材在抗拉伸变形指标选择方面可能过于保守,具有进一步优化的可能性和必要性.工况 C2 上、下两层土工格栅不同断面位置的应变 - 荷载关系曲线所示.由于铺设在路堤填土下部的土工格栅除了受到路堤顶面荷载引起的附加应力作用外,同时受下覆路基差异沉降的影响非常大,在新旧路基搭接处,土工格栅发生的应变最大,工况 C3 和 C4 的下层土工格栅应变测试结果也反映了上述分布规律. 因此,在软土地区路基扩建工程中采用土工格栅控制路基不均匀沉降,填土层底部铺设土工格栅时,必须做好土工格栅与旧路基之间的稳固连接,使土工格栅调节不均匀沉降的加筋效果得到有效的发挥.


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