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土工格栅在路基工程中的 实验与分析 宜兴市鑫泰土工材料有限公司 土工格栅在路基工程中的实践与分析 1 .铁路路基和公路路基的工程特点 2 .土工格栅及其作用 2.1 土工格栅的作用 2.2土工格栅与土相互作用 3 .土工格栅及其使用的现状 3.1塑料双向拉伸格栅和涤纶格栅 3.2 钢塑格栅和PP拉伸格栅 3.3 锁扣土工格栅 3.4立体格栅 4.试验对比 4.1 三种格栅的路基碾压模拟试验 4.2 锁扣与焊接格栅的路基碾压模拟试验 4.3 格栅节点的挤压强度试验 4.4 工程图片 5 结语 铁路路基和公路路基的工程特点 铁路公路路基的基本作用是承受路堤重量和路面传来的荷载以及震荡造成的影响，确保路面强度与稳定性。路基都是由岩土构筑而成的复合地基，其结构形成简单，工程数量很大，由于岩土分布不匀，其强度与稳定性受自然因素的影响极大。如果坝基和路基设计不当，不仅施工难度增加、工程费用提高而且路基病害隐患多，难以轻易消除。所以，土工格栅的研究对路基设计理论，剖析路基工程特点，不断完善其设计方法，对于公路铁路港口码头等交通工程，提高工程质量降低工程造价有着不可忽视的作用。我从力学结构对工工格栅的进行分析，大大提高路基的抗沉降能力，确保路面强度与稳定性。 ? 根据大连理工大学王海清老师关于《土工合成材料在试验和应用中的若干观点、理论、方法探讨》中土工格栅生产研制过程中应考虑几何结构，形状及节（结）点转动刚度影响，以及加筋材料在土体内可能受到循环拉力作用下的疲劳损伤，由于火车或汽车及波浪等荷载会使土体内的筋材受到多种频率的循环次生拉力作用。因此需考虑此种工作状态下如何选取安全的筋材拉力强度值，以及结构形状。能否解决不均匀沉降和工后沉降的问题，是加筋材料研究的方向。据此而对我国现有加筋材料进行对比分析，提出新的方法供大家研究参考。 土工格栅的作用 土工格栅是一种合成材料，它具有较高的抗拉强度和低延伸率，能适应地基变形，改善地基的性能，同时具有较高的撕裂强度，顶破强度和冲破强度，能承受较大的冲击力。土工格栅增强坝基和路基材料性能机理在于粒料进入格栅结构的格孔中产生嵌锁效应，即粒料的侧向移动受到限制，粒料土工格栅形成土肋材料复合体，从而有效地分散路基负荷，极大增强剪切强度。土工材料的应用对改善路基土的非线性变形，以及土的流变性有明显提高。 目前我国加筋工程中所用加筋土工合成材料是以土工格栅为主，因而它的力学形状和与土联合工作状况就成为有关部门的研究热点之一。其中有关土工格栅节（结）点的研究也逐渐成为重点之一。 土工格栅与土相互作用 埋在土中的格栅在动载作用下，其锚固能力是通过摩阻力和支承阻力获得的。沿着拉拔荷载方向的纵肋提供摩阻力F1，垂直方向的横肋提供摩阻力F2和支承阻力F3。纵肋的伸长率和横肋抗挠刚度会影响摩阻力和支承阻力的发挥。最终的抗拔力(Koerner R.M,1989)为三力之和，因此，增大格栅节点锚固能力可增大总摩阻力，即增大总抗拔能力。 另根据Desai等(1985)提出的刚度和概念： （1） 式中：Ke触面的等效剪切刚度； Fm=MAt=W/gAt，为通过接触面传递的最大剪力；At为接触面传递的最大加速度； M和W分别为接触面的质量和重量； Sa为接触面滑动位移。 这说明，格栅接触面滑动位移越小，路基剪切刚度越大。 土工格栅及其使用的现状 我国现在已有的土工格栅各有利弊，土工格栅种类很多，应用在不同的地区，现已开发成功的有塑料拉伸格栅、钢塑格栅、涤纶格栅、玻纤格栅、PP拉伸组合格栅。各种格栅都有其优点，也有其不足。 塑料双向拉伸格栅和涤纶格栅 我国实际施工中存在许多不尽人意的地方，只有根据我国的具体情况设计生产符合我国国情的土工格栅，方能达到预期的设计要求。塑料双向拉伸格栅，我国现在生产的从15kN/m至45kN/m，抗拉力小。应用于含水量少，粒料小路基变形小的地区较为理想，塑料格栅格孔距离为38mm×38mm左右,涤纶格栅为25mm×25mm左右，涤纶格栅因其节点强度较小，整体性差，在没有砾石等情况下，上下填土层密度一致，路基加肋作用显著，但在山区或填方土中含砾石等硬性杂质就不适合用此两种格栅。一般情况下，压路机碾压过程中，大部分肋条在有砾石的情况下有18%断裂或更多，都是应力集中的充分体现,还会出现上下路基密度不一致现象，涤纶格栅断率延伸率在15%左右，变形较大，并且摩阻较小,格栅利用率低。 钢塑格栅和PP拉伸格栅 为了更好地解决格栅断裂和路基密实及延伸率大的问题，出现了钢塑格栅和PP拉伸格栅。钢塑格栅是以钢丝作为拉肋材料，外包塑料为保护层，形成钢塑带，PP拉伸格栅是有聚丙烯拉伸带，通过超声波焊接而成的土工格栅，格