土工格栅和土工格室处理拓宽路堤沉降及侧移比较研究
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土工格室在路基拓宽中的分析计算和应用研究摘要:土工格室是立体的土工合成材料,通过ansys软件对土工格室在路基拓宽中的模型进行分析计算,得出土工格室在路基拓宽中的具体作用。
关键词:路基拓宽土工格室有限元1 概述随着我国经济的迅速发展,一些营运量大的公路已经呈现出交通量饱和的态势,使得公路本身所应具有的高速、快捷、畅通的服务优势大打折扣。
为满足日益增长的交通需求,对已有的公路加宽已成必然。
由于旧路路基已沉降多年基本趋于稳定,而新路路基沉降时间短,新旧路基结合处必将产生不均匀沉降,从而产生纵向裂缝,导致水泥混凝土面板在荷载作用下产生断板,沥青混凝土路面产生反射裂缝,对行车质量带来很大影响。
土工格室是八十年代在国际上开发的一种特种土工合成材料,它适于在工程领域用作加筋材料。
土工格室(geocell)它是一种新型的立体加筋材料,这是一种由高分子聚合物经强力焊接而成的三维网状结构,它伸缩自如,运输时可以折叠起来,使用时张开,并在格室中填充砂、石、土等填料,构成一种立体的蜂窝状结构。
组间使用特殊连接方式,组成任意尺寸规格的土工格室材料。
同其它类型的土工合成材料一样,土工格室具有性能优良、应用范围广泛等特点:同时土工格室具有耐老化性能、抗化学腐蚀性能和良好的力学性能,既可用于加固软土地基,又可用于边坡防护、挡土墙工程、旧路拓宽工程等,还可用于河道治理、堤坝工程、支撑城市排水管道工程等。
土工格室如图1、图2所示。
图1土工格室的铺设图2土工格室的锚固2加固机理(1)土工格室可使填料的表观粘聚力成倍提高,对其中的填料提供了强大的侧限,格室侧壁也对填料产生了竖向的摩擦约束,与材料形成双面磨擦力(即横向阻力),有效地限制了因荷载而产生的横向移动趋势。
其格室与格室之间的反作用力,更加抵消了部分因荷载而产生的横向位移的趋势;(2)其格室与格室之间的反作用力,更加抵消了部分因荷载而产生的横向位移的趋势。
格室-填料复合结构可以看作是一个具有一定抗弯刚度的柔性筏基。
使用土工格栅和土工织物层提高路基强度罗柳(中交二航局第一工程有限公司公司,湖北武汉 430000)[摘要]粘土是一种细粒土,在相对含水量下具有可塑性。
在实际工程中,粘土会随着含水率的变化呈现出膨胀或收缩的特征,粘土的CBR值较低。
非织造土工织物和土工格栅层是较常用的土工合成材料,本研究中通过引入土工合成材料来实现路基的稳定。
本文评价了粘土试件的抗剪强度、CBR值等工程特性和粒度分布等指标特性。
实验结果表明,样品的CBR试验值为3.54%且当土工格栅放置在顶部和中部时,CBR值分别提高了4%和5.56%,当土工格栅与土工织物作为组合层放置在一起,能进一步提高土工格栅的性能,顶部和中部组合层CBR试验结果分别为6.31%和6.9%。
[关键词]粘土;土工织物;非织造土工织物;土工格栅;CBR试验[中图分类号]U213.1 [文献标识码]B [文章编号]1001-554X(2023)06-0041-04Using geogrid and geotextile layer to improve subgrade strength tamariskLUO Liu路基是路面结构的基础,坚强而又稳定的路基为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要保障[1]。
在道路建设中,天然土壤作为路面的基础,有时也需要填筑土来满足路基垂直走向的设计要求。
膨胀土作为一种高塑性黏土土质,遇水会发生较大的变化,其主要特点为裂隙性、胀缩性、超固结性。
具体表现形式为:含水率升高时,膨胀土出现膨胀或者收缩,强度也会发生变化,随着干湿循环次数的变化,强度下降比较明显[2]。
因此,在实际工程中,当膨胀土作为路基时,往往会产生较为严重的道路事故问题,如道路面层开裂、鼓起,由此更是造成了相邻路堤与路基的损坏,以及边坡稳定性下降等问题。
承载比CBR是路基土和路面材料的强度指标,也是柔性路面设计需重点考虑的内容,在整个公路工程建设中具有积极作用[3]。
承载能力以材料抵抗局部荷载压入变形的能力表征,并采用标准碎石的承载能力为标准,以相对值的百分数表示CBR值。
文章编号:1671-2579(2007)05-0056-03土工格栅处治填挖交界路基不均匀沉降技术研究郝行舟1,申 霖1,王选仓2(1.南阳市宛坪高速公路有限公司,河南南阳 473000; 2.长安大学)摘 要:为了合理铺设土工格栅,防止路基填挖交界处路面开裂,建立了加入不同竖向间距土工格栅的路基有限元计算模型,分析了格栅竖向间距对路面顶面的竖向位移的影响,当土工格栅间距在2m 以上时,处治效果很差;当格栅间距在1m 以内时,能够取得较好的处治效果。
另外分析得出挖方段土工格栅的最小长度为2m 。
在此基础上,结合宛坪高速公路工程实际,提出了台阶开挖、土工格栅铺设方案和冲击压实等处治填挖交界路基不均匀沉降的施工处治方法。
关键词:路基;土工格栅;填挖交界;有限元方法收稿日期:2007-08-11作者简介:郝行舟,男,硕士.工程实践中,填挖交界处的处理方法主要有开挖台阶、铺设土工加筋材料、提高压实度控制标准等。
工程实践证明,几种方法均可以不同程度地降低不均匀沉降量和变坡率,其中以土工加筋材料效果最为明显。
常用的土工加筋材料有:土工布、土工格网、土工格栅、土工格室。
这些土工织物在填挖交界处的应用越来越普遍。
土工加筋材料在填方段和挖方段的合理铺设长度、最佳布设层数和竖向间距、位置等现在多为经验法,存在浪费或安全隐患,因此对以上问题进行理论研究并进行实践对比验证非常必要。
本文依托宛坪(南阳-西坪)高速公路,采用有限元法对土工格栅在填挖交界处的作用机理等问题进行研究,并进行实践验证。
1 分析模型的建立通过分析土工格栅布设的层数、铺设长度和不同的格栅参数对处治效果的影响,本文采用ADINA 非线性有限元软件,充分考虑地基和路基的压缩变形以及填挖方路基的相互影响,基于宛坪高速公路B 合同段1标K5+300~K5+420路段实际情况,建立初始模型,然后根据不同情况建立各种模型进行分析对比,归纳各个影响因素对土工格栅加筋纵向填挖交界路基的影响规律,从而提出合理的土工格栅布设方式。
浅谈土工格室在路基不均匀沉降中的应用关键词:土工格室;路基不均匀沉降;力学性能1引言路基不均匀沉降是公路常见的病害之一,它可导致路面产生较大的横向和纵向开裂,甚至错台、坍塌,严重影响道路的使用性能和效劳水平【1】。
土工格室作为一种新型的合成材料,在上世纪80年代末90年代初,欧美等国家就开始了大量的研发工作,并经试验和现场应用证明在提高一般填土承受动荷以及路基防护方面均有很大成效。
我国在90年代初在吸收国外先进经验的根底上,开始了土工格室的开发研究工作,并在路基病害整治,固定松散介质的应用方面取得了重大突破【2】。
随着人们对土工格室的进一步了解,已经发现其具有其它土工材料不可替代的优势,使其在诸多领域有着独特的应用前景。
2土工格室及其力学性能土工格室是20世纪80年代初在国际上出现的一种新型土工合成材料,具有立体网状结构。
它伸缩自如,运输方便,使用时张开并填充土石或混凝土料,构成具有强大侧向限制和大刚度的结构体【3】。
广泛应用于土木工程各个领域,取得了良好的社会经济效益。
它既可用于加固软土地基,又可用于边坡防护、挡土墙,还可用于河道治理、堤坝工程、城市排水道支撑工程等。
虽然土工格室可由多种合成材料制成,但最常用的仅有两类。
一类是由土工格栅装配构成;另一类是由高强度条带聚合物构成。
土工格室的耐热老化性能很高,经热氧化试验后,在70℃状态下拉伸屈服强度下降至70%,使用寿命可达49年。
土工格室材料还具有稳定的抗化学腐蚀性能,耐酸碱能力很强,适合于不同填筑材料。
土工格室同样具有良好的力学性能。
3土工格室的加筋机理土工格室加固地基是一种机械式的土体加固方式,因为它并没有改变填料的颗粒成分和相互连接等根本性状。
土工格室主要是通过与固体两者的相互作用来到达加固的目的,其相互作用主要包括三个方面:土工格室的侧向约束作用,土工格室的网兜效应以及土工格室的摩擦作用。
如图1所示侧向约束与竖向摩擦示意图。
土工格室对其中的填料提供了强大的侧限,格室侧壁也对填料产生了竖向的摩擦约束,格室-填料复合结构可以看作是一个具有一定抗弯刚度的柔性筏基。
土工格栅加固路堤抗震性能研究的开题报告一、研究背景及意义近年来,地震频率不断增加,灾害范围也越来越广,给人们的生命财产安全造成了很大的威胁。
在地震灾害中,路堤的防护能力直接关系到人员的生命安全和重要设施的保障,因此,如何提高路堤的抗震性能成为了当今的一个重要研究领域。
土工格栅是一种新型的加筋材料,具有高强度、高刚度、耐腐蚀等特点,并且能够有效地提高土体的抗侧力性能,因此,在路堤的加固中,应用土工格栅可以起到较好的加固效果。
但是,关于土工格栅在路堤加固中的抗震性能研究还比较少,需要进行深入的探讨。
二、研究内容本研究将以典型的示范段为研究对象,以不同参数的土工格栅为加筋材料,利用数值模拟方法和地震模拟、饱和-非饱和水文力学模拟等多种方法,开展土工格栅加固路堤的抗震性能研究。
具体的研究内容如下:1. 土工格栅加固路堤的力学特性研究。
通过室内试验和数值模拟方法,研究土工格栅的力学性能,包括其抗拉强度、刚度等参数,并分析土工格栅在不同受力条件下的力学特性。
2. 土工格栅加固路堤的抗震性能分析。
利用地震模拟方法,模拟不同震级对路堤的影响,并对比分析土工格栅加固前后路堤的抗震性能。
3. 土工格栅加固路堤的水文力学响应研究。
利用饱和-非饱和水文力学模拟方法,模拟不同水位对路堤的影响,在此基础上分析土工格栅加固后路堤的水文力学响应。
三、研究方法本研究将采用室内试验、数值模拟和地震模拟、饱和-非饱和水文力学模拟等多种方法进行研究。
1. 室内试验。
通过室内试验方法,研究土工格栅的力学性能,包括其抗拉强度、刚度等参数,并分析土工格栅在不同受力条件下的力学特性。
2. 数值模拟。
采用有限元方法,建立路堤-土工格栅体系的弹性模型,通过数值模拟方法研究土工格栅在路堤加固中的应力、应变分布和变形特征。
3. 地震模拟和饱和-非饱和水文力学模拟。
利用地震模拟方法和饱和-非饱和水文力学模拟方法,模拟不同震级和水位对路堤的影响,并分析土工格栅加固后路堤的抗震性能和水文力学响应。
公路拓宽工程软基处理差异沉降研究发表时间:2018-11-27T10:24:17.270Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第21期作者:杨栋[导读] 解决需求紧张问题的有效途径。
但是因为新路与旧路的路基条件等存在着一定差异,尤其是软土地基,差异沉降的产生就无法避免,进而导致路面的变形,影响到公路的使用功能。
本文旨在通过对新旧路的路基不同的差异沉降进行分析研究,以期为公路拓宽建设提供有效建议。
杨栋山东建筑大学山东济南 250101摘要:随着我们国家经济的飞速发展以及百姓生活水平的提高,当前交通量迅速增长,已有公路的通行能力明显的表现出不能满足实际通行需求的态势,公路拓宽成为提高通行能力,解决需求紧张问题的有效途径。
但是因为新路与旧路的路基条件等存在着一定差异,尤其是软土地基,差异沉降的产生就无法避免,进而导致路面的变形,影响到公路的使用功能。
本文旨在通过对新旧路的路基不同的差异沉降进行分析研究,以期为公路拓宽建设提供有效建议。
关键词:公路拓宽;软土地基;差异沉降前言:随着我国经济的发展,公路的拓宽成为当前发展面临的主要问题。
而我国相当一部分的公路都是建设在软土地基上,公路拓宽的工程涉及到的问题比较多。
比如有新老路基过大的沉降差导致的路基变形、路基拉裂以及沉降过大的问题,新老路基的衔接是否紧密造成的路基加宽成功与否的问题。
由于我国公路的拓宽没有成熟的经验可以借鉴,约束条件也比较多,因此,在当前背景下,对公路路基拓宽中的软土地基差异沉降处理技术这一课题进行相关的探讨具有非常重要的实际意义。
1 当前我国公路拓宽的问题具体来说,当前我国公路扩建加宽的问题主要表现在以下2个方面:1)已建的公路在经过多年的运营之后已经形成了基本的沉降,再加上公路的填筑和扩建,会导致填筑完成之后的土方以及公路的荷载带来新的沉降问题,而如果这种沉降差异比较大的话,则非常容易引起新的病害以及路基的拉裂;2)新老路基的连接不够紧密。
土工格栅对改善高填方路堤稳定性和变形的设计研究摘要:路基的稳定性是道路运营安全的前提条件之一,其中高填方路堤的稳定尤为值得关注。
文章以广州市第五资源热力电厂进厂路高填方路堤工程为背景,采用数值模拟分析和现场测量相结合的方法展开讨论。
得出高填方路堤在加筋和未加筋情况下的沉降变形以及稳定性情况,以及不同土工格栅间距对路堤沉降变形和稳定性的影响,最后通过对现场监测的数据进行分析,得出加筋高填方路堤的沉降变形规律、沉降变形特征以及沉降变形机理。
关键词:高填方路堤;土工格栅;1 引言路基的稳定性是道路运营安全的前提条件之一,其中高填方路堤的稳定尤为值得关注。
高填方路堤,路基填土高度一般较高,对地基承载能力、填料性质以及施工控制提出了更高的要求,稍有不慎容易引起路基沉降变形过大,最终引起路面结构的破坏。
针对高填方路堤施工沉降的控制土工材料加筋法由于具有施工简单,无需大型设备、强度高、柔性好、耐腐蚀等优点而得到广泛应用。
文章以广州市花都区第五资源热力电厂进厂路高填方路堤工程为背景,通过数值分析软件建立较为逼真的有限元模型以及施工过程中现场的监测数据来探究土工格栅对高填方路堤沉降和稳定性的影响,并从经济和施工难易的角度探讨了土工格栅铺设的合理层数,以及加筋高填方路堤的沉降变形规律、沉降变形特征以及沉降变形机理。
2 工程背景进场路最高处填方高度24m(HK0+460处),该区域沿线揭露的地层从上而下依次为人工填土层、坡积、残积层,其下部为三叠系上统小坪组第三段砂岩、碳质页岩的风化带。
3 施工动态数值模拟3.1计算模型根据虎口段高填方路堤的地形、地质条件,取HK0+460段为研究对象建立二维的数值分析模型,取路堤的一半作为研究对象。
依据弹性力学和土力学相关原理可知:基地取深度取50m,两侧宽度取坡脚外侧30m范围。
根据地层及路堤的实际情况,模型的大小取水平方向约为73m,竖直方向约为74 m。
在静力状态下进行模拟时,只需考虑自重和行车荷载对路堤沉降以及稳定性的影响,所以模型的四周边界设置为水平约束,底面边界设置为水平和竖直约束。
土工栅格在道路路基施工中的应用研究土工栅格材料具有良好的化学稳定性、生物稳定性,同时具有较高的抗拉强度,已被广泛应用于土木工程的各个领域。
本文着重介绍了土工栅格的工程特性和工程施工应用。
标签土工栅格;路基;稳定性;沉降1、土工格栅的工程特性1.1 土工格栅的常规力学特性土工格栅,具有较为明显的粘弹性,同时多方面因素影响着其力学特性。
常规的力学试验表明,土工格栅的拉伸强度和弹性模量会随着环境和温度的变化而变化着。
表现为单根格栅在不同环境温度下荷载与应变的关系图如图1所示,不同温度下单根格栅的抗拉強度如表1所示,单根格栅在不同应变速率下荷载与应变之间的关系则由图2反映出。
1.3土工栅格的耐久性耐久性能由于土工格栅中加入了碳黑等抗老化助剂,因此具备了酸、碱、盐及酒精、汽油等有机溶剂及抗紫外线的侵蚀。
一据有关资料显示,在常温和设计允许荷载作用下,土工格栅的使用寿命可达120年。
1.4土工栅格施工灵活性施工性能土工格栅重量轻、易搬运、运输贮存方便,有一定的柔性和韧性,便于现场加工和搭接,施工简单,无需专用的施工机械和人员,此外,土工格栅强度、变形受温度影响较大,一般地,温度越高,其强度越低,变形越大;温度越低,其强度越高、变形越小。
2、工程应用某改建工程,大部分路段都有帮宽现象,施工分段进行一段时间以后,帮宽部位由于沉陷不同出现了纵向裂缝,原路基部分已经固结稳定,沉降量极小,而拓宽部分的路基,即使是压实度达到了规范要求,但路基土有一个固结稳定的过程,其固结过程可延续很长时间,必然会造成路基不断沉降,而且其沉降量必然大于原路基。
根据土工栅格的工程特性,对拓宽部分采用灰土和二灰碎石基层中加如土工格栅。
2.1 土工格栅施工的注意事项2.1.1土工格栅的连接一般采用绑扎作为土工格栅的连接,搭接宽度应该大于l0cm。
搭接处需要满足受力要求,绑扎点一般会每隔隔10~15cm;在这个距离内受力方向应有两个绑扎点,错缝布置一般应用在多层铺设时,采用上下层搭接。
高速公路拓宽工程路基差异沉降及控制技术探究摘要:文章对高速公路拓宽工程在施工中以及运营过程中出现路基差异沉降的原理进行分析,并研究引起路基差异沉降的主要原因和影响因素,针对这些因素提出了机电拓宽路基差异沉降的控制技术,以供参考。
关键词:高速公路;拓宽工程;路基差异沉降1引言我国改革开放40年来经济得到了迅速的发展,尤其是进入本世纪以来,我国的工业化和城镇化建设进程不断加快,人们生活水平有了较大的提高,对于出行以及货物运输的需求也不断增加,给公路交通带来较大的压力,也推动了高速公路建设的快速发展。
但是我国早期建设的高速公路,由于当时交通规划、预测、施工技术以及资金等各种因素的局限型,其车道数较少,已经无法满足现代化交通运输的需求,不仅容易造成交通拥堵的问题,而且也增加了交通事故的发生概率。
因此需要对存在以上问题的高速公路进行拓宽,而在高速公路拓宽工程中需要重点解决的问题就是道路拓宽之后路基的差异沉降问题。
2拓宽路基差异沉降原理和影响因素2.1拓宽路基差异沉降的原理分析高速公路路基和地基的土体在施工完成之后的运营过程中会出现不同程度的沉降问题,这主要是由于土体出现瞬时沉降以及土的固结沉降而引起的,前者是在土体受到荷载的瞬间作用时会导致土体受到侧向挤压而在竖向发生变化而引起瞬时沉降。
后者则是在荷载长时间的施加过程中将土体空隙中的水分挤出,以及出现超静空隙水压力逐渐消散而引起的固结沉降。
对于拓宽路基来说,其原有老路基已经经过长时间的荷载作用,所以可以人为老路基的第一次沉降已经基本完成,所以拓宽路基的沉降主要包括新路基施工中对老路基产生的附加应力而引起的新的压缩变形,即老路基的第二次沉降;拓宽路基运营过程中老路基在荷载作用基于新路基的侧向作用下发生的第三次沉降;新路基在刚投入运营之后主要由瞬时沉降和部分固结沉降而组成的新路基第一次沉降;新路基在长时间运营过程中在荷载作用下发生的固结沉降,即新路基的第二次沉降。
高速公路软土地基差异沉降规律与土工格栅处理方法研究的开题报告一、研究背景和意义随着我国高速公路建设的不断发展,路基经过长期使用后,可能出现软土地基沉降的问题。
而软土地基沉降不仅会影响道路的使用寿命和安全性能,还可能带来环境和经济的负面影响。
因此,深入探究高速公路软土地基差异沉降规律,并合理采用土工格栅处理,具有重要的现实意义。
二、研究内容和目标本研究拟通过现场调查、室内试验和数值模拟等方法,深入研究高速公路软土地基差异沉降规律,明确其影响因素和演化规律。
针对差异沉降问题,将研究不同类型土工格栅的处理效果,并对其处理机理进行分析和评价。
最终旨在建立高速公路软土地基差异沉降的预测模型和优化处理方案,为高速公路建设与维护提供依据。
三、研究方法和技术路线(1)现场调查。
通过现场勘测和监测,获取不同时间段高速公路不同路段的地基差异沉降数据,分析其变化规律;(2)室内试验。
通过模拟不同软土地基条件下的差异沉降,对不同类型的土工格栅进行对比试验,并对其作用机理进行分析;(3)数值模拟。
建立高速公路软土地基差异沉降的数值模型,采用有限元方法进行计算和分析;(4)技术路线。
将现场调查和室内试验的结果与数值模拟的结果进行对比,综合分析差异沉降的规律和土工格栅的处理效果,最终建立预测模型和优化处理方案。
四、论文结构和安排本研究拟分为绪论、文献综述、差异沉降规律分析、土工格栅处理试验与分析、数值模拟与参数分析、预测模型与优化处理方案、结论和展望等几个章节进行阐述。
其中,绪论主要介绍研究背景、意义、目标和方法;文献综述对已有研究成果进行归纳和总结;差异沉降规律分析和土工格栅处理试验与分析章节重点介绍不同土层和格栅类型对差异沉降的影响;数值模拟与参数分析章节分别进行建模和分析;预测模型与优化处理方案章节将前面研究结果进行综合计算和优化处理,并提出具体建议;结论和展望部分则对研究结果进行总结和展望。