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土工格室加固路基机理及应用研究

卢硕  
【摘要】:土工格室是一种具有三维蜂窝结构的新型土工加筋材料。在软弱路基填筑过程中,通过铺设土工格室并在格室内填充路基填料,形成具有一定刚度和抗侧向变形的加筋层,能有效的改良路基的不均匀沉降,并提高路基的承载力。目前针对土工格室加筋层的承载力计算以及土工格室加筋影响因素的研究较少,因此本文围绕这两点展开研究并完成了以下工作:(1)对土工格室的基本性能参数进行了试验研究,同时探讨了其加固机理,提出了土工格室运用时所需满足的材料性能要求及操作规范。(2)进行了现场路基填筑试验,对比土工格室加筋与无土工格室加筋的加筋层变形模量与回弹模量变化。试验结果验证了土工格室对加筋层的强度提高起到了良好的作用,两个指标参数分别提高15%和10%。(3)分析了土工格室加筋的机理,并基于温克尔弹性地基梁假定,把土工格室加筋层理想化为弹性地基梁模型进行承载力的计算公式进行验证。通过对比现场实测数据与理论推导计算数据,得到了较好的拟合效果,验证了土工格室加筋层承载力可采用该公式进行计算。(4)利用ABAQUS有限元分析软件进行三维建模,验证了土工格室对降低路基变形可以起到良好作用。通过改变土工格室强度、格室高度、铺设层数、铺设间距,分析了影响土工格室加筋效应的主要因素,在条件允许范围内采用强度较高的格室能更好的提高路基强度;格室的高度改变对加筋效果的影响并不明显,应充分考虑填料颗粒大小以选择格室高度;格室铺设层数越大加筋效果越好,但仍需结合工程实际需要选择;铺设间距的变化使得路基竖向位移与侧向位移的变化趋势不同,因此将铺设间距控制在0.15m~0.5m较为合理。


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