土工格柵是一種采用高強度聚乙烯片材,經(jīng)超聲波焊接等方法連接,展開后呈蜂窩狀的三維立體網(wǎng)格結(jié)構(gòu)材料,屬于特種土工合成材料。在巖石工程中與土、砂、石等填料共同構(gòu)成不同視粘聚力、不同加筋強度、不同深度的墊層。這些墊層可以根據(jù)工程的要求放置于需要的位置,用以加固公路的路基、邊坡防護、修建擋土墻等。其最大的特點是可以完成巖石工程中常規(guī)方法難以處理的多種疑難問題,如橋頭跳車、軟基沉陷、翻漿、塌方等。具有材質(zhì)輕,耐磨損,耐老化,耐化學(xué)腐蝕,適用溫度范圍寬,拉伸強度高,剛性、韌性好,抗沖擊力強,尺寸相對穩(wěn)定,運輸方便等特點。在施工中連接簡單易行,施工方法簡單,從而簡化了施工工序,提高了施工速度;并可以反復(fù)多次使用。
土工格柵的基本原理
土工格柵之所以具有卓越功效而受到工程界的關(guān)注,還應(yīng)從其基本原理說起。國外文獻中在描述其原理時稱其為“一種蜂窩狀三維限制系統(tǒng),可以在很大范圍內(nèi)顯著提高普通填充材料在承載和蟲蝕控制應(yīng)用中的性能?!彼年P(guān)鍵原理就是三維限制。大家都知道,當汽車行駛在沙漠上時,就會壓出兩道深深的轍印,被壓部分深深下陷,車轍兩側(cè)會高高隆起。后面的車輛如果繼續(xù)沿著車轍前進,沉陷部分會進一步下沉、隆起部分會進一步隆起,直到隆起部分蹭到了車底盤、沉陷的車轍埋沒了大半個輪子,進而無法前進。之所以如此,就是因為當外荷作用于地基表面時,依據(jù)普朗特爾理論和泰勒理論可知:在集中荷載的作用下,主動區(qū)1受壓下沉,并將力向兩側(cè)分解傳遞給過渡區(qū)2,過度區(qū)2又傳給被動區(qū)3,被動區(qū)就會毫無限制地發(fā)生形變而隆起。也就是說,載荷一旦作用于路基,在載荷的下方就會形成起契狀的主動區(qū)域,它又通過過渡區(qū)域進行擠壓,從而使被動區(qū)域發(fā)生隆起。也就是說,通過沿滑移線的剪切力和移動主動、過渡、被動三個區(qū)域的力決定了地基的承載能力。不僅在沙基地上可以十分明顯的體會到以上原理的真實過程,在軟基公路上也會找到這種的樣板,只不過其形成的速率較之在砂上的變化慢些罷了。即使較好的路基材料也仍然無法避免其橫向移動。一般的高速公路路基都高出地面好幾米,吸水翻漿不太容易,但長期沉降依然存在。究其原因,雨水滲透、材料流失、基地下沉是其中部分原因,路基路面在車輪荷載長期碾壓、振動力的作用下,材料向路基斷面兩側(cè)橫向位移不可否認是另外一個十分重要的原因。以我省各地各級公路為例,都有在該路的主行車道上可以明顯感覺到路面已經(jīng)被壓出了一條“S”型溝狀帶。部分高速公路也不例外,汽車行駛在行車道上的顛簸明顯強烈于行駛在超車帶上的感覺,在道橋連接段尤為明顯(俗稱“橋頭跳車”)。這種溝狀路基沉降就是路基材料橫向滑移的典型。