土工格柵在公路、鐵路中用于地基加固已非常普遍，現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范中一般以格柵的抗拉強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)要求的力學(xué)指標(biāo)。實(shí)際上，影響加筋效果的因素有多種，國內(nèi)也曾進(jìn)行過多項(xiàng)試驗(yàn)來研究不同加筋層數(shù)，墊層厚度等對(duì)加筋的影響，但對(duì)于格柵由于生產(chǎn)工藝、網(wǎng)孔形狀、網(wǎng)孔大小、肋條形狀等物理性質(zhì)不同而導(dǎo)致加筋效果差異的試驗(yàn)，國內(nèi)尚鮮有研究。通過原位淺層載荷板試驗(yàn)，研究了不同類型土工格柵加筋墊層的承載力和變形性能。試驗(yàn)表明，不同原材料、不同生產(chǎn)工藝、物理、力學(xué)性質(zhì)不同的土工格柵，其加筋墊層的承載力和變形性能等皆不同，應(yīng)力擴(kuò)散效果也有差別，其中格柵的高強(qiáng)度并不能強(qiáng)化加筋效果。

　　影響加筋效果的因素

　　土工格柵比較項(xiàng)目

　　性能比較項(xiàng)目

　　評(píng) 定

　　肋條

　　厚度

　　越厚越好

　　剛度

　　剛度越大越好

　　形狀

　　正方形或矩形比圓形或曲線形好

　　網(wǎng)孔

　　大小

　　與填土粒料大小有關(guān)

　　形狀

　　圓形或正方形

　　硬度

　　越硬越好

　　節(jié)點(diǎn)

　　強(qiáng)度

　　須有最小的節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度

　　格柵

　　割線模量

　　(ASTM D 4595)

　　須有最小的要求割線模量。最優(yōu)值未知

　　穩(wěn)定性 (平面抗扭剛度)

　　湯姆斯i金力博土(Dr Thomas Kinney)的“格柵網(wǎng)孔平面扭曲穩(wěn)定”實(shí)驗(yàn)研究了格柵對(duì)改善道路通車性能的有利作用。在一定扭矩作用下最小網(wǎng)孔抗扭割線模量能較好地反映格柵的這一性能

　　土工格柵物理性質(zhì)

　　原材料

　　網(wǎng)孔形狀

　　網(wǎng)孔大小(mm)

　　肋條截面形狀(mm)

　　節(jié)點(diǎn)形成

　　生產(chǎn)工藝

　　拉伸型三向格柵

　　TX170

　　PP

　　三角形

　　30.48

　　矩形

　　與網(wǎng)孔同時(shí)形成

　　板材沖孔后拉伸形成

　　經(jīng)編雙向格柵

　　Woven70

　　PET

　　正方形

　　13.74

　　橢圓

　　編結(jié)

　　滌綸絲(PET)經(jīng)編定向織造而成

　　焊接雙向格柵

　　Welded100-70

　　PP

　　方形

　　96.92

　　橢圓

　　焊接

　　PP帶超聲波焊接而成

　　拉伸型雙向格柵

　　SS30

　　PP

　　正方形

　　39.38

　　方形

　　與網(wǎng)孔同時(shí)形成

　　板材沖孔后拉伸形成

　　當(dāng)土工格柵用于地基加固時(shí)，在其上鋪設(shè)的碎石層會(huì)穿過土工格柵網(wǎng)孔并嵌于網(wǎng)孔中。只有當(dāng)碎石層的側(cè)向變形被很好地約束，整個(gè)加筋墊層才會(huì)形成一個(gè)穩(wěn)定的，整體的結(jié)構(gòu)。這時(shí)加筋的機(jī)理就不能用“張拉膜”理論解釋，而是網(wǎng)孔的嵌鎖作用。而影響嵌鎖作用的因素，實(shí)際就是影響加筋效果的因素。

　　1.從節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度看，拉伸型格柵的節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)孔是在生產(chǎn)中同時(shí)形成，為一個(gè)整體;而焊接格柵與經(jīng)編格柵的節(jié)點(diǎn)都是在縱、橫向加筋帶形成后再二次通過焊接、編結(jié)的工藝成型，其節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度必然會(huì)比拉伸型格柵小。而節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度不夠，就會(huì)造成網(wǎng)孔的平面抗扭剛度小，無法很好地約束碎石的側(cè)向變形。這應(yīng)該是造成焊接、經(jīng)編格柵加筋性能不如拉伸型格柵的主要原因。

　　2.從網(wǎng)孔大小看，焊接格柵網(wǎng)孔接近100mm，許多碎石會(huì)堆積在網(wǎng)孔內(nèi)，只能靠碎石之間自身的作用相互擠壓，加筋效果不明顯;而經(jīng)編格柵網(wǎng)孔不到15mm，97以上的碎石粒徑都大于這個(gè)值，這使得碎石無法嵌擠進(jìn)入網(wǎng)孔，只能“浮”于格柵之上，加筋的效果大打折扣。而兩種拉伸型格柵的網(wǎng)孔都正好與碎石粒徑相適應(yīng)，加筋效果自然就會(huì)比較明顯。

　　3.從網(wǎng)孔形狀看，坦薩三向格柵TX170由于其獨(dú)特的三角形網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)，就比同為拉伸型格柵的SS30加筋效果好，證明三角形網(wǎng)孔對(duì)碎石的嵌鎖能力更強(qiáng)，加筋墊層的性能更好。

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