要想富,先修路!这句话糙理不糙的“名言”确实生动体现了**三十多年来我国经济蓬勃兴起和公路建设的迅猛发展,道路的四通八达带动城市及周边地区的经济腾飞。而公路环境与寿命不论是自然因素还是人为病害都造成了道路投入使用后养护不到位。结合我国各级公路工程实际情况,为了提高公路的使用年限,增加经济效益,土工格室的应用是必要及需要的,根据土工格室的性能描述,它是一种蜂窝状三维限制系统,可以在很大范围内显着提高普通填充材料在承载和虫蚀控制应用中的性能。在格室的限制作用下,中密砂的表观粘聚力可以增加三十几倍。正是由于土工格室施工中各方面性能稳定,被广泛应用于路基、路堤、边坡、路面等工程中。另外,防止滑坡受载重力的混合试挡墙、独立墙、码头、防波堤、沙漠、海滩和河床、河岸的治理也少不了土工格室。 土工格室柔性挡墙变形规律数值模拟研究 土工格室柔性挡墙作为一种新型公路边坡支挡结构,在公路工程建设中具有广阔的应用前景。柔性挡墙墙背土压力与挡墙的变形形态及位移量大小密切相关。运用岩土工程有限元分析软件Plaxis研究了柔性挡墙在不同工况下的变形规律,计算分析了挡墙的高宽比、坡度以及路基表面荷载对于挡墙的变形性状的影响。研究结果表明,高宽比较大时,挡墙的水平位移量和自身的挠曲变形较大,墙背变形表现为外凸的抛物线形。随着高宽比的减小,挡墙的水平位移量和挠曲变形逐渐减小,墙背变形形态亦发生了变化;挡墙**部的水平位移随着坡度的变小而迅速减小;随着填土表面荷载的增大,挡墙**部的水平位移量逐渐减小,而总水平位移量和挠曲变形却逐渐增大。研究成果为柔性挡墙土压力计算方法的提出提供合理的理论依据,对于土工格室柔性挡墙的设计具有一定的参考价值。 土工格室是20世纪80年代初在国际上出现的一种新型土工合成材料,其伸缩自如,运输方便,使用时张开并充填土石或混凝土料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体,广泛应用于土木工程各个领域。采用土工格室修建挡土墙进行边坡防护时,一般是将土工格室和充填料组成的结构层按一定坡度层层叠加,如图1所示,层与层之间采用锚钉连接,土工格室的铺设从下到上有一定的角度。与重力式挡墙相比,土工格室柔性挡墙结构较轻,减少了对地基承载力的要求,同时整个结构具备类似边坡的性质,可以在墙面格室内植草种树,在公路建设中能够满足恢复生态、绿化墙面、美化沿线景观的要求。由于其结构轻、施工方便、造价低廉,能够满足绿化墙面的要求,在公路边坡防护中得到了广泛的应用。柔性挡墙在土压力的作用下会产生位移,同时墙体自身会发生挠曲变形和剪切变形,墙背土压力的大小和分布与挡墙的变形形态及位移量大小密切相关,因此与刚性挡墙作用机制有很大差异. 土工格室柔性挡墙极限主动土压力计算方法 利用有限元法分析了土工格室柔性挡墙水平变位特征,得到了墙体中部水平变位的分界点,提出了主动土压力的计算方法。分界点上部位移模式接**动,采用库仑主动土压力理论计算上部的土压力,分界点下部位移模式接近绕墙脚的转动,采用水平微分单元法计算下部的土压力,并比较了计算结果与实测结果。比较结果表明:土压力计算结果与实测结果沿墙高的分布形态及增长趋势基本一致,计算值比实测值略偏小一些,偏差小为0.2kPa,大为2.9kPa,平均偏小为1.2kPa,可见土压力计算方法可靠。 土工格室柔性挡墙作为一种新型柔性支挡结构,大的特点在于施工完后,表面可以进行绿化,克服了刚性支挡结构物表面不能进行绿化的缺陷。同时,由于其墙身具有一定的柔性,可与土体协调变形,能够释放部分土压力,使墙后土体的土压力重新分布,向有利于整体稳定的方向发展。但是,由于其作用性状耦合了墙体、加筋层、墙后填土、地基四部分影响因素的相互作用,故其受力与变形性状比较复杂。在挡墙土压力研究方面,相关刚性挡墙土压力的研究比较多,相关柔挡墙土压力的研究比较少,而且大多还局限在锚桩墙和基坑开挖支护方面。土工格室柔性挡墙是采用土工格室与填料组成的复合体叠砌而成,墙体本身具有一定的柔性,与锚桩墙和基坑支护等柔性结构在材料特性、边界条件上存在很大的差异。加筋土挡墙属于柔性挡墙,相关的研究比较多,相关的设计施工已写入规范,但其作用机理与土工格室柔性挡墙的作用机理存在本质的区别。