高强土工格室加筋砂土地基模型试验研究

 　　高强土工格室加筋砂土地基模型试验研究

　　分别针对纯砂地基和高强土工格室加筋地基进行多组模型试验,研究了单层土工格室埋深、焊距以及地基土压实度对地基承载力和变形特征的影响,并结合格室拉应变和筋材下方附加土压力的分布规律,以及地基和筋材的极限破坏状态,总结了高强土工格室加筋地基的作用机理.结果表明:相比纯砂地基,土工格室加筋能的地基承载力提高2倍多,可以减小地基沉降,并提高土体抗变形能力;加筋效果随格室埋深、焊距的减小和地基压实度的增加不断提高.影响程度从大到小依次为:砂土压实度、格室埋深、格室焊距;中间高强格室单元充分利用其抗拉强度,发挥侧限作用,有效扩散土中应力。

　　研究背景随着加筋技术的不断发展,土工合成材料也经历了几代演变,从土工布、土工网等低强度材料发展到现在普遍采用高强度、低延伸率的土工格栅和土工格室。普通土工格栅通常被看成具有较高抗拉强度的膜,但它对剪应力和竖向应力的扩散几乎不起作用,在工程应用中易产生较大的沉降变形。而早期生产的土工格室网带抗拉强度并不高、延伸率大,导致格室在使用过程中发生较大变形,不能有效控制土体侧移,阻碍了它在加筋领域的推广。本试验所采用的高强土工格室为整体式土工格室,其抗拉强度指标提高,断裂延伸率减小,同时解决了早期土工格室结点弱的缺陷。将土工格室置于地基中,形成筋土复合加筋层,能有效提高地基承载力,减少地基沉降,相比换填和预压等传统地基处理技术,加固效果更明显,但其加筋机理至今研究并不十分深入。Rea和Mitchell首先通过采用纸质格室研究加筋砂特性,发现加筋砂复合体的破坏形式为冲剪破坏,并认为土工格室约束了砂的侧向变形,而土工格室的拉伸抗力,即“环向应力”使格室内填土的围压增大,增加了填料的强度和刚度。