土工格柵是一種采用高強度聚乙烯片材,經(jīng)超聲波焊接等方法連接,展開(kāi)后呈蜂窩狀的三維立體網(wǎng)格結構材料,屬于特種土工合成材料。在巖石工程中與土、砂、石等填料共同構成不同視粘聚力、不同加筋強度、不同深度的墊層。這些墊層可以根據工程的要求放置于需要的位置,用以加固公路的路基、邊坡防護、修建擋土墻等。其最大的特點(diǎn)是可以完成巖石工程中常規方法難以處理的多種疑難問(wèn)題,如橋頭跳車(chē)、軟基沉陷、翻漿、塌方等。具有材質(zhì)輕,耐磨損,耐老化,耐化學(xué)腐蝕,適用溫度范圍寬,拉伸強度高,剛性、韌性好,抗沖擊力強,尺寸相對穩定,運輸方便等特點(diǎn)。在施工中連接簡(jiǎn)單易行,施工方法簡(jiǎn)單,從而簡(jiǎn)化了施工工序,提高了施工速度;并可以反復多次使用。
土工格柵的基本原理
土工格柵之所以具有卓越功效而受到工程界的關(guān)注,還應從其基本原理說(shuō)起。國外文獻中在描述其原理時(shí)稱(chēng)其為“一種蜂窩狀三維限制系統,可以在很大范圍內顯著(zhù)提高普通填充材料在承載和蟲(chóng)蝕控制應用中的性能?!彼年P(guān)鍵原理就是三維限制。大家都知道,當汽車(chē)行駛在沙漠上時(shí),就會(huì )壓出兩道深深的轍印,被壓部分深深下陷,車(chē)轍兩側會(huì )高高隆起。后面的車(chē)輛如果繼續沿著(zhù)車(chē)轍前進(jìn),沉陷部分會(huì )進(jìn)一步下沉、隆起部分會(huì )進(jìn)一步隆起,直到隆起部分蹭到了車(chē)底盤(pán)、沉陷的車(chē)轍埋沒(méi)了大半個(gè)輪子,進(jìn)而無(wú)法前進(jìn)。之所以如此,就是因為當外荷作用于地基表面時(shí),依據普朗特爾理論和泰勒理論可知:在集中荷載的作用下,主動(dòng)區1受壓下沉,并將力向兩側分解傳遞給過(guò)渡區2,過(guò)度區2又傳給被動(dòng)區3,被動(dòng)區就會(huì )毫無(wú)限制地發(fā)生形變而隆起。也就是說(shuō),載荷一旦作用于路基,在載荷的下方就會(huì )形成起契狀的主動(dòng)區域,它又通過(guò)過(guò)渡區域進(jìn)行擠壓,從而使被動(dòng)區域發(fā)生隆起。也就是說(shuō),通過(guò)沿滑移線(xiàn)的剪切力和移動(dòng)主動(dòng)、過(guò)渡、被動(dòng)三個(gè)區域的力決定了地基的承載能力。不僅在沙基地上可以十分明顯的體會(huì )到以上原理的真實(shí)過(guò)程,在軟基公路上也會(huì )找到這種的樣板,只不過(guò)其形成的速率較之在砂上的變化慢些罷了。即使較好的路基材料也仍然無(wú)法避免其橫向移動(dòng)。一般的高速公路路基都高出地面好幾米,吸水翻漿不太容易,但長(cháng)期沉降依然存在。究其原因,雨水滲透、材料流失、基地下沉是其中部分原因,路基路面在車(chē)輪荷載長(cháng)期碾壓、振動(dòng)力的作用下,材料向路基斷面兩側橫向位移不可否認是另外一個(gè)十分重要的原因。以我省各地各級公路為例,都有在該路的主行車(chē)道上可以明顯感覺(jué)到路面已經(jīng)被壓出了一條“S”型溝狀帶。部分高速公路也不例外,汽車(chē)行駛在行車(chē)道上的顛簸明顯強烈于行駛在超車(chē)帶上的感覺(jué),在道橋連接段尤為明顯(俗稱(chēng)“橋頭跳車(chē)”)。這種溝狀路基沉降就是路基材料橫向滑移的典型。