高強土工格室加筋砂土地基模型試驗研究

　　分別針對純砂地基和高強土工格室加筋地基進(jìn)行多組模型試驗,研究了單層土工格室埋深、焊距以及地基土壓實(shí)度對地基承載力和變形特征的影響,并結合格室拉應變和筋材下方附加土壓力的分布規律,以及地基和筋材的極限破壞狀態(tài),總結了高強土工格室加筋地基的作用機理.結果表明:相比純砂地基,土工格室加筋能的地基承載力提高2倍多,可以減小地基沉降,并提高土體抗變形能力;加筋效果隨格室埋深、焊距的減小和地基壓實(shí)度的增加不斷提高.影響程度從大到小依次為:砂土壓實(shí)度、格室埋深、格室焊距;中間高強格室單元充分利用其抗拉強度,發(fā)揮側限作用,有效擴散土中應力。

　　研究背景隨著(zhù)加筋技術(shù)的不斷發(fā)展,土工合成材料也經(jīng)歷了幾代演變,從土工布、土工網(wǎng)等低強度材料發(fā)展到現在普遍采用高強度、低延伸率的土工格柵和土工格室。普通土工格柵通常被看成具有較高抗拉強度的膜,但它對剪應力和豎向應力的擴散幾乎不起作用,在工程應用中易產(chǎn)生較大的沉降變形。而早期生產(chǎn)的土工格室網(wǎng)帶抗拉強度并不高、延伸率大,導致格室在使用過(guò)程中發(fā)生較大變形,不能有效控制土體側移,阻礙了它在加筋領(lǐng)域的推廣。本試驗所采用的高強土工格室為整體式土工格室,其抗拉強度指標提高,斷裂延伸率減小,同時(shí)解決了早期土工格室結點(diǎn)弱的缺陷。將土工格室置于地基中,形成筋土復合加筋層,能有效提高地基承載力,減少地基沉降,相比換填和預壓等傳統地基處理技術(shù),加固效果更明顯,但其加筋機理至今研究并不十分深入。Rea和Mitchell首先通過(guò)采用紙質(zhì)格室研究加筋砂特性,發(fā)現加筋砂復合體的破壞形式為沖剪破壞,并認為土工格室約束了砂的側向變形,而土工格室的拉伸抗力,即“環(huán)向應力”使格室內填土的圍壓增大,增加了填料的強度和剛度。