土工格栅在拓宽路堤中的减沉防裂效果研究

摘要

近年来，随着国民经济的高速发展，公路交通运输量迅猛增长，现有许多高速公路，二、三级公路的交通量达到超负荷状态，需要加宽改造。在旧路拓宽改造工程中，如何保证新旧路基，特别是软土地基上的新旧路基不发生过大的差异沉降，以减轻或避免路面因此而发生变形、开裂，是迫切需要解决的问题。要解决上述问题，最可行、最经济的办法就是采取合理的路基结构，加强新旧路基间的横向联系，使两者整体结合性加强。 土工合成材料近年来在我国公路工程中得到了广泛的应用，尤其是在软土地基的公路上得到了广泛应用。采用土工合成材料(如土工格栅等)后，一方面靠土工合成材料的抗拉强度增加加宽部分和旧路基之间结构联系，增强了路堤的整体性，另一方面可以明显减少新旧路基的不均匀沉降，但是对于土工合成材料构成的加筋土力学特性、土工合成材料在土体界面的力学作用研究得很少。本文在阅读大量文献的基础上对众多旧路加宽改造工程的分析，利用有限元对加筋路堤稳定性分析方法，提出了指导旧路改造工程中的应用加筋路堤防裂设计方案，通过实践证明这种方案是可行的。使用了先进的土工仪器对土工格栅及土体的变形和沉降进行了直接观测。通过对观测结果的力学计算和模拟，求得了土工格栅在素土、石灰改良土、碎石土诸界面的力学作用规律和抗裂机理。 本文研究内容包括试验路加筋工程条件分析；土工合成材料的路用特性；土工合成材料与土的力学作用；利用FLAC有限元分析软件进行加筋路堤效果分析；土工仪器在现场观测结果的分析。本文得到的研究成果如下： 1.通过室内试验研究了土工格栅用于加筋路堤中的主要特性，即强度特性，拉拔特性和耐久性能，对其做了比较详细的分析。 2.土工材料在软土地基中的作用机理研究发现：土质颗粒夹挤在网格内形成的机械咬合作用、网格对地基中多余水分的渗透消散作用，网格对软土颗粒位移产生的约束作用是土工材料对软基减少不均匀沉降的主要作用。 3.土工材料与路堤填土的界面作用机理研究发现，土工格栅网面与土的摩擦阻力产生了对土体的拉力增强了路堤结合面抗剪能力的整体性；土工材料抗拉能力强的特性，减小了新路堤不均匀沉降对上层土体的拉应力，起到了应力隔离作用。 4．对土工格栅加筋土体的力学特性研究发现，在相同法向应力作用下，防裂效果与铺设土工材料的层数成正比，与土工材料埋设深度成反比；板结的改良土对土工格栅抗拔效果最好，砂土嵌固作用的抗拔效果次之，素土的抗裂效果最差。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第二章试验路工程条件

第三章土工格栅路用特性

第四章加筋土的力学特性

第五章试验路段加筋路堤设计

第六章现场观测及数据分析

第七章结论和展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要的研究成果及获奖