土工合成材料的作用范文

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篇1

主要用于：堤壩的防滲斜墻或垂直防滲心墻、透水地基上堤壩的水平防滲鋪蓋和垂直防滲墻、混凝土壩和土壩的防滲體、渠道的襯砌防滲和施工圍堰的防滲等諸多方面。復(fù)合土工膜是土工合成材料的一種，一布一膜、二布一膜、三布一膜等到不同產(chǎn)品。現(xiàn)在把防滲土工合成材料的鋪設(shè)技術(shù)和防滲土工合成材料在工程施工中常出現(xiàn)的問(wèn)題等方面進(jìn)行分析和研究。

1、滲土工合成材料的鋪設(shè)技術(shù)

土工合成材料自廣泛用于巖土工程建設(shè)以來(lái)，在水利水電工程建設(shè)中引起不小的變革，這不僅反映在水利水電工程的材料使用上，而且反映在設(shè)計(jì)原理、計(jì)算方法、施工工藝和工程管理上。防滲土工合成材料主要用于垂直鋪膜防滲和坡面鋪膜防滲，因鋪設(shè)結(jié)構(gòu)形式的不同，其施工工藝和鋪設(shè)技術(shù)也不盡相同。

2、滲土工合成材料在工程施工中常出現(xiàn)的問(wèn)題

經(jīng)常遭受石塊或其它尖棱物的穿刺破壞；由于土工薄膜缺少約束支持，在承受水壓力和土壓力時(shí)易于被鼓破；薄膜受到下層氣體或液體的頂托產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致破壞；鋪設(shè)在支撐土與混凝土面板之間的土工薄膜由于受到溫度、重力、土移、浪擊和水位變化等因素的影響，可能引起界面滑動(dòng)，使土工薄膜產(chǎn)生過(guò)度拉伸，撕裂或擦傷；在斜面上用土或混凝土面板保護(hù)土工薄膜，當(dāng)水位驟降時(shí)，土體中的孔隙水壓力和庫(kù)水位失去平衡而造成失穩(wěn)滑動(dòng)。只要按照施工規(guī)范和施工組織設(shè)計(jì)施工，確保施工質(zhì)量，就可避免或減少類似問(wèn)題的出現(xiàn)。

3、防滲

防滲結(jié)構(gòu)設(shè)置上、下墊層的目的是保護(hù)土工膜不受破壞；下墊層尚有排水、排氣作用。

鋪設(shè)土工膜后，膜下仍可能因缺陷引起滲漏而積水，也可能有土中排出的氣體或產(chǎn)生的沼氣等，水、氣可能頂托土工膜，危及膜的安全，尤其是在大面積的膜下，必須考慮排水、排氣措施。

4、工程防滲設(shè)計(jì)與施工

對(duì)含毒礦場(chǎng)的尾礦壩等，有毒物質(zhì)混入水體將造成環(huán)境污染，危及人、畜生命安全，必須嚴(yán)格防止。條文中所述措施是為了確保安全。建議渠道防滲土工膜厚度不小于0.25mm是根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。土工膜太薄可能產(chǎn)生氣孔，也易于在施工中受損，使防滲效果減小。一般生活垃圾和工業(yè)垃圾不含毒質(zhì)或毒質(zhì)較小，故可采用單層防滲結(jié)構(gòu)。如果這類垃圾也含有毒物質(zhì)，則應(yīng)選用雙層防滲結(jié)構(gòu)。如含劇毒，甚至要求多層結(jié)構(gòu)。隧道、洞室防滲應(yīng)采用復(fù)合土工膜或合適的防排水材料，是因?yàn)閲鷰r（土）中皆有滲水，必須將其通過(guò)土工織物或防排水材料流入下方縱（橫）向排水溝排走，以確保防滲襯砌安全工作。

5、加筋土擋墻設(shè)計(jì)

加筋土擋墻采用的筋材有兩種。因筋材的抗拉模量不同，墻內(nèi)填土中的潛在破壞面相異。

目前加筋土擋墻設(shè)計(jì)有極限平衡法和有限元法兩大類。由于筋材、填土以及兩者相互作用的本構(gòu)關(guān)系難以準(zhǔn)確和協(xié)調(diào)建立，加之缺乏破壞準(zhǔn)則，工程中幾乎均采用極限平衡法，后者可作為一種輔助和對(duì)比方法。排水設(shè)備對(duì)保證加筋土擋墻的穩(wěn)定十分重要。

6、加筋土墊層設(shè)計(jì)與施工

實(shí)踐可知，加筋墊層抗深層滑動(dòng)計(jì)算采用圓弧法，得到的穩(wěn)定安全系數(shù)往往提高較少，表明加筋效果很不顯著，實(shí)際效果卻很明顯。這說(shuō)明現(xiàn)有的穩(wěn)定分析方法未能反映筋材所起的全部作用。分析認(rèn)為，加筋所以發(fā)揮明顯作用可能與下列因素有關(guān)，例如加筋后潛在滑動(dòng)面可能往深處發(fā)展，地基土的側(cè)向位移受到部分限制以及地基中應(yīng)力分布發(fā)生了變化等，而這些有利因素在計(jì)算中卻未能計(jì)入，可見現(xiàn)有分析方法有待改進(jìn)。我國(guó)鐵路、公路系統(tǒng)目前在作圓弧滑動(dòng)分析時(shí)，認(rèn)為首先所加底筋應(yīng)該是穩(wěn)定的，即滑動(dòng)圓弧不應(yīng)該切斷底筋，應(yīng)將筋材及其上填土視為一整體，為此，潛在圓弧必然下移，穩(wěn)定安全系數(shù)自然有所提高。此項(xiàng)考慮是否符合實(shí)際，應(yīng)通過(guò)實(shí)踐和積累資料來(lái)加以驗(yàn)證。由于筋材承受拉力才能發(fā)揮其加筋作用。所以建議回填順序，目的是使筋材始終處于受拉狀態(tài)。

7、軟土地基處理中排水帶設(shè)計(jì)與施工

利用排水帶加固地基的目的，即是要求在預(yù)定工期內(nèi)消除地基的規(guī)定預(yù)期沉降和提高地基土強(qiáng)度。排水帶地基設(shè)計(jì)方法與傳統(tǒng)的砂井地基設(shè)計(jì)相同。利用砂井計(jì)算方法時(shí)應(yīng)將排水帶斷面轉(zhuǎn)化為當(dāng)量砂井直徑。砂墊層所用應(yīng)為潔凈砂料，以保證排水通暢。存放排水帶需加封蓋，是為保護(hù)其不變壞。

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【關(guān)鍵詞】土工合成材料；公路工程；作用

近幾年來(lái)，隨著我國(guó)公路里程的持續(xù)增加和改擴(kuò)建工程的增多，越來(lái)越多的土工合成材料用于新舊路基填筑。土工合成材料（Geosynthetics）開始大量用于巖土工程是近三十年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù)。土工合成材料是一種以塑料、化學(xué)纖維、合成橡膠等原材人工合成的聚合物，具有強(qiáng)度高、成本低、質(zhì)量輕和實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，主要有加筋、排水、防滲、過(guò)濾等功能。目前，具有代表性的土工合成材料有土工格柵（Geogrid）、土工網(wǎng)（Geonets）、土工膜（Geomembrane）和及其組合產(chǎn)品。土工合成材料在巖土工程的應(yīng)用極大地推動(dòng)了路基填筑技術(shù)的發(fā)展。

1 土工合成材料的種類

土工合成材料根據(jù)功能和工藝的不同，總體上可以分為4類，即土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料和土工特種材料。土工織物可分為四種類型：有紡?fù)凉た椢铩o(wú)紡?fù)凉た椢铩⑨樋椡凉た椢锖蛷?fù)合土工織物。土工膜主要由透水性低的材料制成，具有較強(qiáng)的防水性、耐久性和抗變形性，厚度一般在0.25～4mm之間。土工復(fù)合材料是將兩種或兩種以上的材料相互結(jié)合起來(lái)的一種材料，將不同性質(zhì)的材料組合起來(lái)，可以更好的滿足工程的實(shí)際需要。土工特種材料主要包括土工格柵、土工網(wǎng)、土工膜袋、土工墊、土工格室等。

2 土工合成材料的作用

土工合成材料一般具有多種功能，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)工程的具體情況往往只有一種功能起主導(dǎo)作用，其他作用則在一定程度上發(fā)揮作用。土工合成材料在工程中有多種作用，總體上可以分為以下六種。

2.1 排水作用

土工合成材料（如土工織物）具有多孔隙的性質(zhì)，可以將土體中的水分匯集并排出。有的針織型無(wú)紡織物或復(fù)合型土工材料可以沿平面方向和垂直其平面方向排水。這種土工織物本身具有的排水通道可以把土體中的水分緩慢排出。在填筑路基時(shí)，可以鋪設(shè)厚的無(wú)紡織物墊層，可起到固結(jié)排水的作用，防止翻漿。同時(shí)，在擋土墻、隧道燈構(gòu)造物中，多采用土工織物作為排水設(shè)施。

2.2 過(guò)濾作用

由土工織物做成的過(guò)濾層可以起到代替砂石、砂礫的作用，具有造價(jià)低、施工簡(jiǎn)單，質(zhì)量容易得到保證的優(yōu)點(diǎn)。有紡織物和無(wú)紡織物都可以起到過(guò)濾的作用，防止土顆粒的流失，但在過(guò)濾要求不高時(shí)通常采用無(wú)紡織物作為過(guò)濾層。

2.3 隔離作用

在巖土工程中，為防止不同層之間的顆粒發(fā)生相互混雜，造成污染，通常將土工合成材料鋪設(shè)在不用粒料層之間，起到隔離作用。如在軟基路段，在鋪設(shè)碎石層之前，在路基上鋪設(shè)一層土工織物，可以有效的防止層間相互傾入和控制不均勻沉降。

2.4 加筋作用

土工合成材料（如有紡織物、土工格柵和土工網(wǎng)等）一般具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度，埋在土中形成土―土工合成材料復(fù)合體，可承受一部分拉應(yīng)力，限制土體側(cè)向位移，從而增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性。其中，土工格柵具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度和張拉模量，同時(shí)因土顆粒可以嵌入格柵的孔洞之中，產(chǎn)生較大的摩阻力，是一種比較理想的加筋材料。

2.5 防護(hù)作用

土工合成材料不僅可以擴(kuò)散集中應(yīng)力，還可以將應(yīng)力由一種物體傳遞到另一物體，使應(yīng)力分解，防止土體破壞，起到防護(hù)作用。如較厚的無(wú)紡織物和復(fù)合材料可以減緩和防止路面反射裂縫的發(fā)展。

2.6 防滲作用

土工材料中如土工膜，因具有良好的防滲功能，可以與無(wú)紡?fù)凉げ夹纬蓮?fù)合材料，其中，土工膜可以起到防水，防滲的作用，而土工布可以起到導(dǎo)流的作用。

目前公路工程中使用較多的土工復(fù)合材料有以下幾種，各類土工材料主要作用如表1所示。

表1 不同土工材料的主要功能

3 土工合成材料在公路中的應(yīng)用范圍

土工合成材料和以土工合成材料為基材制成的材料，因其優(yōu)良的力學(xué)性能、耐腐蝕性、耐久性能和良好的抗變形性能，從而廣泛的用于路基路面加固工程，軟基處理和邊坡防護(hù)工程。

（1）在道路改擴(kuò)建工程中的應(yīng)用；為了保持新老路基銜接處出現(xiàn)不均勻沉降，從而導(dǎo)致縱向裂縫的產(chǎn)生，采用土工格柵等作為加筋材料的應(yīng)用可以有效的防止不均勻沉降的發(fā)生。

（2）在路面工程中的應(yīng)用；在柔性路面中，采用土工合成材料，可以增強(qiáng)基層或底基層的整體強(qiáng)度。同時(shí)，在舊路路面進(jìn)行罩面處理時(shí)，可以有效防止和減緩路面反射裂縫的發(fā)展。

（3）在軟件處理中的應(yīng)用；軟基因其承載力低，如果在其上面直接修筑構(gòu)造物或路基，容易導(dǎo)致沉降的發(fā)生。但如果在軟基處理時(shí)，采用土工合成材料加固，則可以迅速提高地基承載力，減少沉降量，縮短工期。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，土工合成材料在公路工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，具有廣闊的應(yīng)用前景。但土工合成材料還有很多性質(zhì)和功能并沒(méi)有完全得到應(yīng)用，我們需要從實(shí)際工程中進(jìn)行進(jìn)一步的探討。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]王永東.公路隧道運(yùn)營(yíng)安全技術(shù)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2007.

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關(guān)鍵詞:公路改建 土工合成材料 施工工藝

中圖分類號(hào):U4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)07(a)-0055-01

公路改擴(kuò)建工程是在原有道路的基礎(chǔ)上,提高道路等級(jí)或改善通行能力而進(jìn)行的建設(shè)工程。它包括兩個(gè)方面的含義,其一是因現(xiàn)有道路及其附屬設(shè)施不適應(yīng)交通流量需求而進(jìn)行的道路技術(shù)等級(jí)的提高;其二是因交通量軸載需求而進(jìn)行的道路結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的提高。為了保證新舊路基連接部填土之間的緊密結(jié)合,因此,要對(duì)新填土進(jìn)行充分的壓實(shí)或加固,以減少新老路基的差異沉降。

土工合成材料是一種新型的建筑材料,由于其具有質(zhì)量輕、施工簡(jiǎn)易、運(yùn)輸方便、料源豐富等優(yōu)點(diǎn),得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。土工合成材料分為四類:土工織物、土工膜、土工復(fù)合材料和土工特種材料,其原材料主要是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等各種高分子聚合物。土工織物分為有紡?fù)凉た椢锖蜔o(wú)紡?fù)凉た椢飪煞N類型,其中,針刺無(wú)紡?fù)凉た椢?具有孔隙率高、滲透性大、排水性能較好的特點(diǎn),在大壩工程中常作為排水反濾設(shè)施廣泛使用。土工膜防滲性能較好,價(jià)格便宜,但其CBR頂破強(qiáng)度較低,對(duì)于防滲要求較高的工程部位不宜使用,一般常用于壩基垂直防滲。

目前,土工合成材料主要應(yīng)用在鐵路地基、建筑物地基、瀝青路面的修補(bǔ)、擋土墻、隧道、橋梁、地鐵、臨時(shí)道路、機(jī)場(chǎng)跑道、排水管道、油田、水庫(kù)堤壩、治理環(huán)境污染等工程建設(shè)中廣泛采用土工合成材料。在公路上主要應(yīng)用在路堤防護(hù)、軟土地基的處理等,但在公路改建路基加寬處理上的應(yīng)用研究較少。如果加鋪土工合成材料,增強(qiáng)填土與加筋材料之間的摩擦力,由于加筋材料與填土的共同作用,使土工合成材料和新舊路基土體整體強(qiáng)度明顯提高,從而保證新舊路基有良好的銜接,提高路基的整體穩(wěn)定性。通過(guò)本文的研究,為土工合成材料在公路改造路基上的應(yīng)用提供一套工藝方案,減少和預(yù)防公路加寬過(guò)程中,造成的各種路基病害。

1 使用機(jī)理

將土工合成材料埋在土體之中,分布土體的應(yīng)力,增加土體的模量,傳遞拉應(yīng)力,限制土體側(cè)向位移;還增加土體和其它材料之間的摩擦阻力,提高土體及有關(guān)構(gòu)造物的穩(wěn)定性。研究認(rèn)為,砂性土在自重作用或外荷作用下易產(chǎn)生嚴(yán)重的變形或坍塌,若在土中沿拉應(yīng)變方向埋置有撓性的加筋材料,則土與加筋材料產(chǎn)生摩擦,使加筋土猶如具有某種程度的粘聚力,從而改良了土的力學(xué)特性。

2 施工工藝

(1)在路槽縱向開挖的臺(tái)階上鋪設(shè)土工合成材料,土工合成材料的寬度不應(yīng)小于2m,且跨在老路基一側(cè)的格柵寬度應(yīng)為其總寬度的1/3～1/2。

(2)土工合成材料兩端應(yīng)設(shè)置錨固端,采用開溝壓端法錨固,溝寬l00cm,溝深50cm,錨固溝位于土工合成材料平面線以外,土工合成材料在溝面倒翻轉(zhuǎn)壓實(shí)端長(zhǎng)度l00cm為宜。

(3)如不設(shè)錨固溝,可采用“U”形釘固定。施工中通常橫向鋪設(shè),并用專門施加預(yù)應(yīng)力張拉機(jī)施加預(yù)應(yīng)力,每次以75kg/m為宜,如無(wú)專門機(jī)械,可用人工拉緊,也以接近75kg/m為宜。

(4)土工合成材料搭接以鋪上碾壓前進(jìn)方向?yàn)闇?zhǔn),鋪設(shè)方向與碾壓方向相反,搭接頭為順壓方向。如是鋪設(shè)雙層以上土工合成材料,則上、下層接縫位置應(yīng)交替錯(cuò)開,錯(cuò)開長(zhǎng)度應(yīng)大于50cm。

(5)鋪設(shè)完成土工合成材料后,在臺(tái)階上填土?xí)r,應(yīng)采用推土機(jī)進(jìn)行推平到允許厚度。

3 施工應(yīng)注意的問(wèn)題

(1)運(yùn)輸、貯存中不得沾污、雨淋、破損,遠(yuǎn)離火源,周圍不得有酸、堿等腐蝕性介質(zhì),不得長(zhǎng)期和直立。

(2)材料進(jìn)場(chǎng)時(shí),應(yīng)進(jìn)行抽檢。施工時(shí)應(yīng)有專人隨時(shí)檢查清基、材料鋪放方向、材料的接縫或搭接、材料與結(jié)構(gòu)物的連接,每完成一道工序應(yīng)按設(shè)計(jì)要求及時(shí)驗(yàn)收,合格后,方可進(jìn)行下道工序。

(3)施工場(chǎng)地應(yīng)平整干凈,防止損壞土工膜;鋪設(shè)應(yīng)平順,松緊適度。不平地、軟土上和水下鋪設(shè)搭接寬度應(yīng)適當(dāng)增大。

(4)鋪設(shè)人員不得穿硬底鞋操作。

(5)盡量采用寬幅,使膜在施工時(shí)接縫最少;每卷材料的重量不宜超過(guò)1t;膜與膜相連時(shí),應(yīng)采用同種土工膜。高壩應(yīng)垂直于壩軸線鋪膜,低壩應(yīng)平行于壩軸線鋪膜,以減少拼接量;接縫應(yīng)盡量與最大拉力方向平行。

(6)垂直鋪塑應(yīng)嚴(yán)格按照工藝要求進(jìn)行施工,PE塑膜施放速度應(yīng)迅速,防止槽孔坍塌,影響鋪塑效果。

4 工程應(yīng)用

通過(guò)在某試驗(yàn)路鋪筑后,采用BZZ-100型標(biāo)準(zhǔn)汽車、5.4m長(zhǎng)桿彎沉儀,每隔20m測(cè)定路基彎沉值,共測(cè)定10個(gè)點(diǎn),有土工合成材料的路基平均彎沉為1.04mm,無(wú)土工合成材料的路基平均彎沉為1.96mm。檢測(cè)結(jié)果表明,前者的彎沉僅是后者的53%,大大地增強(qiáng)了路基的強(qiáng)度,從而降低了新老路基的沉降差。

5 結(jié)語(yǔ)

使用土工合成材料處理改造公路的路基,使新路基與老路基有良好的穩(wěn)定性,能極大地減少地基的不均勻沉降。通過(guò)竣工后的觀測(cè),在新老路基的連接部很少發(fā)生裂縫,而在沒(méi)有鋪設(shè)土工合成材料的連接部,路面上出現(xiàn)了縱向裂縫。所以,從工程效果和經(jīng)濟(jì)因素兩方面綜合來(lái)考慮,可以在路堤底部只鋪設(shè)二、三層格柵來(lái)達(dá)到減少路堤總沉降量的目的,但要對(duì)路堤進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算。

參考文獻(xiàn)

[1] JTJ/T019-98,中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),公路土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范[S].北京:人民交通出版社,1999.

[2] 周志剛,鄭健龍.公路土工合成材料設(shè)計(jì)原理及工程應(yīng)用[M].北京:人民交通出版社,2001.

[3] 郭忠印,潘正中.土工織物在路面工程中的應(yīng)用技術(shù)綜述[J].公路,2000(9).

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關(guān)鍵詞：土工合成材料；灰?guī)欤粦?yīng)用

0 前言

土工合成材料是一種新型的建筑材料，由于其具有質(zhì)量輕、施工簡(jiǎn)易、運(yùn)輸方便、料源豐富等優(yōu)點(diǎn)，自問(wèn)世以來(lái)，發(fā)展非常迅速，尤其是近二三十年在全世界范圍內(nèi)得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用在水利、交通、電力、堤壩、防止沙漠化和水土保持等工程建設(shè)中，其中我國(guó)電力能源系統(tǒng)新建電廠粉煤庫(kù)90％以上采用土工合成材料修建灰?guī)斓蹋?0％的老灰?guī)炀S修和擴(kuò)建也均采用了土工合成材料。

1 土工合成材料在黃石火電廠灰?guī)旒痈咦訅喂こ讨械膽?yīng)用

用于儲(chǔ)存火電廠粉煤灰的地方稱為灰?guī)欤湎鄳?yīng)擋灰的建筑物稱為灰壩。在火電廠運(yùn)行過(guò)程中，灰?guī)鞂⒅饾u被粉煤灰填滿，因此，許多電廠在原來(lái)灰壩上加筑子壩，從而提高了灰?guī)斓膸?kù)容，延長(zhǎng)灰?guī)斓氖褂脡勖：秉S石火電廠分別對(duì)其所屬的筲箕窩灰?guī)旌桶偕碁┗規(guī)爝M(jìn)行了加高子壩的工程。在這兩項(xiàng)工程中，均采用了土工合成材料，下面具體介紹一下土工合成材料在這兩項(xiàng)工程中的應(yīng)用和施工。

1.1 筲箕窩灰?guī)旒痈咦訅喂こ?/p>

1.1.1工程情況。該工程由1號(hào)、2號(hào)兩座土石代料子壩，兩座排水豎井組成。加高子壩高6m，由混合代料經(jīng)分層填筑碾壓而成。在壩體的排水盲溝、壩基以及迎灰面均鋪設(shè)有400g/m2的無(wú)紡?fù)凉げ迹灿?jì)28550m2。

壩底排水盲溝尺寸為50cm×50cm，溝中充填瓜米石。為保證排水盲溝的反濾排水，在溝底三個(gè)側(cè)面均鋪設(shè)無(wú)紡?fù)凉げ肌Ｓ捎诘鼗欠勖夯遥瑸榉乐節(jié)B透破壞，故沿整個(gè)壩基也鋪設(shè)了無(wú)紡?fù)凉げ迹逊勖夯遗c上部填筑代料隔離開來(lái)，同時(shí)又增強(qiáng)了地基承載能力。壩體迎灰面鋪設(shè)的無(wú)紡?fù)凉げ贾饕鸬椒礊V排水的作用，以防止粘土鋪蓋和粉煤灰中細(xì)小顆粒進(jìn)入到后部代料區(qū)。

1.1.2無(wú)紡?fù)凉げ际┕ぁＴ谑┕ぶ校瑹o(wú)紡?fù)凉げ嫉匿佋O(shè)采用人工操作，設(shè)專人負(fù)責(zé)。具體方法是：在碾壓平整后的壩基面和壩坡面上，垂直壩軸線方向鋪設(shè)，鋪設(shè)過(guò)程中采用撤退式方法鋪設(shè)。垂直壩軸線方向上的土工布必須是整塊，不允許連接。平行壩軸線方向允許土工布連接，連接采用專用縫合機(jī)和滌綸線雙線縫接，為保證整體性，搭接長(zhǎng)度大于10cm。土工布和岸邊基巖結(jié)合處考慮沉陷引起的張拉現(xiàn)象，各邊應(yīng)留0.5m左右的余量，可供伸縮變形，以杜絕漏灰問(wèn)題的發(fā)生。

1.2 百沙灘灰?guī)旒痈咦訅喂こ?/p>

1.2.1工程情況。該工程為一長(zhǎng)約1300m、高1m的子壩。子壩直接修筑在原灰壩上，一面擋灰，一面擋水，采用“HEC”固化粉煤灰分層填筑、碾壓而成。在該工程中，為防止加高子壩與老壩結(jié)合面的滲透破壞，在壩身內(nèi)部加設(shè)一道垂直的土工膜，土工膜在老壩和子壩中各插入25cm。選用土工膜為“F-5”型（580g/m2），其物理力學(xué)指標(biāo)為：抗拉強(qiáng)度19KN/m，延伸率53.6％，CBR頂破強(qiáng)度3.41KN，垂直滲透系數(shù)4.76×10-13cm/s。

1.2.2土工膜施工。在鋪設(shè)垂直防滲土工膜時(shí)，設(shè)計(jì)深度應(yīng)深入老壩內(nèi)0.25m。先由人工在老壩壩面開挖10cm×25cm的槽縫，然后將土工膜垂直放入槽內(nèi)，鋪完塑的溝槽采用粘土漿充填。每?jī)蓧K土工膜之間采用搭接，搭接長(zhǎng)度30cm，待搭接部位洗凈擦干后采用自走式熱熔雙縫焊機(jī)焊接。局部破損的土工膜補(bǔ)漏，采用PVC膠合劑粘接，粘接寬度不小于15cm，要求粘貼牢固、均勻、可靠。土工膜槽口外漏段，應(yīng)敷土加以保護(hù)，避免陽(yáng)光直接照射。

上述兩工程由于采用了土工合成材料，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)和施工程序，一定程度上為工程的順利完工創(chuàng)造了有利條件。工程投入正常使用一年后，經(jīng)實(shí)地復(fù)檢表明兩座灰壩均運(yùn)行正常，沒(méi)有出現(xiàn)滲透破壞現(xiàn)象，這說(shuō)明土工合成材料在灰壩工程中的運(yùn)用是成功的。

2 結(jié)束語(yǔ)

土工合成材料作為一種全新的工程材料應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，經(jīng)驗(yàn)不足，目前還存在一些問(wèn)題，如測(cè)試設(shè)備的升級(jí)滯后于該材料在工程中的應(yīng)用，部分類型材料易老化以及該材料價(jià)格過(guò)高，提高了工程造價(jià)等，這些都限制了它的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。但我們相信，隨著土工合成材料研究工作的深入，隨著生產(chǎn)的批量化和生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)，更重要的是人們對(duì)這種材料優(yōu)良技術(shù)性能的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，土工合成材料在工程實(shí)際中，特別是灰?guī)旃こ讨袝?huì)得到越來(lái)越廣泛的運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)

篇5

關(guān)鍵詞：機(jī)場(chǎng)道面；加鋪層；反射裂縫；有限元

Abstract: through the establishment of the asphalt concrete overlay finite element model, analyzed response of the overlay thickness impact on the addition of geosynthetics overlay structure in the foundation of the aircraft partial loads, clearly these two measures to delay the Load reflectionthe role of the cracks.Key words: airport pavement; overlay; reflective cracking; finite element

中圖分類號(hào)：TU528.42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

0前言

目前，減緩瀝青混凝土加鋪層反射裂縫的措施主要有增加加鋪層厚度，以及加鋪層層底設(shè)置土工合成材料夾層。對(duì)荷載型反射裂縫國(guó)內(nèi)外做過(guò)不少分析，但是大多數(shù)結(jié)論都是針對(duì)汽車荷載。本文采用有限元法，詳細(xì)分析在飛機(jī)荷載作用下，這兩種措施對(duì)瀝青混凝土加鋪層結(jié)構(gòu)受力的影響，明確加鋪層的應(yīng)力狀況及其對(duì)反射裂縫形成的影響。

1有限元模型

應(yīng)用大型通用有限元軟件ABAQUS，建立瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)有限元模型。有限元模型由瀝青加鋪層、夾層（可選）、帶有接縫的舊水泥混凝土道面板、基層和地基組成，其中，舊水泥混凝土道面接縫寬度為1 cm，考慮無(wú)傳荷能力的不利情況。有限元模型中，各結(jié)構(gòu)層材料假定為均質(zhì)、各向同性的線彈性體，層間接觸假定完全粘結(jié)，采取二次減縮積分實(shí)體單元C 3D 20R模擬瀝青加鋪層、舊水泥混凝土板和基層，采取二次減縮積分薄膜單元M 3D 8R模擬土工合成材料夾層，地基不建實(shí)體模型，直接采用ABAQUS接觸功能模塊中的Elastic Foundation進(jìn)行模擬，地基反應(yīng)模量k=60 MN/m 3。同時(shí)，為反映半空間地基的特性，基層和地基采用擴(kuò)大尺寸，見圖1。

道面結(jié)構(gòu)幾何與材料參數(shù)見表1。

作用的飛機(jī)荷載采用Boeing767-200的一個(gè)主起落架上，荷載參數(shù)見表2。

其中，輪印分布形狀按面積等效轉(zhuǎn)換為矩形，

假定矩形接觸面長(zhǎng)為0.8712 L，寬為0.6 L，則：

瀝青加鋪層反射裂縫的產(chǎn)生是由行車荷載和溫度變化引起的。由斷裂理論可知，加鋪層中產(chǎn)生的反射裂縫主要是由瀝青層底正應(yīng)力引起的張開型裂縫和由剪應(yīng)力引起的剪切型裂縫。當(dāng)飛機(jī)機(jī)輪荷載對(duì)稱作用于接縫上方時(shí)（簡(jiǎn)稱中荷載），接縫處加鋪層整個(gè)截面均處于受壓狀態(tài)，由結(jié)構(gòu)、荷載的正對(duì)稱性可知，瀝青加鋪層底面在接縫處剪應(yīng)力為0。可以認(rèn)為正對(duì)稱荷載不是引起反射裂縫的主要原因。因此，本文主要研究在偏荷載作用下的受力狀況。荷載作用位置見圖2。

2瀝青加鋪層厚度的影響

增加加鋪層厚度可以提高道面的承載能力，但是，在滿足承載能力的情況下，靠增加加鋪層厚度來(lái)抵抗反射裂縫是有局限性的，并且是不經(jīng)濟(jì)的。加鋪層厚度的變化會(huì)影響到荷載作用下加鋪層內(nèi)的應(yīng)力，從而也就與加鋪層防反能力相關(guān)。因此，對(duì)瀝青罩面合理經(jīng)濟(jì)厚度的研究不僅具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，更具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。下面詳細(xì)分析加鋪層厚度對(duì)層內(nèi)荷載應(yīng)力及其反射裂縫的產(chǎn)生、部位等的影響。加鋪層厚度分別取5 cm，10 cm，15 cm，20 cm，25 cm，30 cm。瀝青加鋪層內(nèi)應(yīng)力和表面最大彎沉的計(jì)算結(jié)果見表3。

由表3可知：

（1）在偏荷載作用下，接縫（裂縫）區(qū)瀝青層底的水平向最大應(yīng)力σx和σy都為負(fù)數(shù)，即表明瀝青加鋪層底均受壓應(yīng)力作用。由此可知，最大剪應(yīng)力τxz和τyz以及最大主應(yīng)力σ1是引起接縫（裂縫）區(qū)瀝青加鋪層反射裂縫的主要原因。

（2）當(dāng)加鋪層厚度從5 cm變化到30 cm，接縫（或裂縫）區(qū)瀝青層底的剪應(yīng)力先增大后減小（見圖3），加鋪層厚度為10 cm時(shí)的層底剪應(yīng)力最大；當(dāng)加鋪層厚度大于15 cm后，層底應(yīng)力隨著厚度的繼續(xù)增加而減小，但減小趨勢(shì)變緩，加鋪層厚度的影響變小。因此，選擇薄層加鋪（小于8 cm），加鋪層底剪應(yīng)力較小；當(dāng)加鋪厚度超過(guò)10 cm后，適當(dāng)?shù)卦黾蛹愉亴雍穸葘?duì)減小加鋪層底剪應(yīng)力是有效的，達(dá)到一定厚度（約20 cm）后，再通過(guò)繼續(xù)增加加鋪層厚度來(lái)防治反射裂縫的效果非常微小。

3土工合成材料夾層的影響

本模型的土工合成材料厚度設(shè)定為0.5 cm，其彈性模量變化較大，一般來(lái)說(shuō)，土工布的模量較小，土工格柵的模量較大。本文采用的土工合成材料模量從4 000 M Pa到80 000 M Pa，可模擬低模量的土工布及高模量的玻纖格柵。為了分析設(shè)置土工合成材料對(duì)不同厚度加鋪層應(yīng)力的影響，瀝青加鋪層取10 cm和20 cm兩種厚度，模擬薄層加鋪和厚層加鋪兩種情況。兩種加鋪層厚度的層底應(yīng)力和表面彎沉隨土工合成材料模量變化的計(jì)算結(jié)果分別見表4、表5。

由表4和表5可知：

與表3對(duì)比可知，對(duì)于10 cm厚的瀝青加鋪層，設(shè)置土工合成材料能減小部分層底剪應(yīng)力，但效果并不顯著，當(dāng)土工合成材料的模量在4 000 M Pa~8 000 M Pa的范圍內(nèi)變化時(shí)，剪應(yīng)力僅減少10.6％~13.4%。而對(duì)于20 cm厚的瀝青加鋪層，設(shè)置土工合成材料對(duì)層底的剪應(yīng)力幾乎沒(méi)有影響。

4結(jié)論

（1）剪應(yīng)力和最大主應(yīng)力是引起接縫（裂縫）區(qū)瀝青加鋪層產(chǎn)生荷載型反射裂縫的主要因素。

（2）可以通過(guò)調(diào)整加鋪層厚度來(lái)減緩荷載型反射裂縫，除非結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)需要，加鋪層厚度不宜超過(guò)20 cm，且避免采用10 cm左右的厚度。

（3）設(shè)置土工合成材料能減小部分層底剪應(yīng)力，但效果并不顯著。

參考文獻(xiàn)：

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篇6

【關(guān)鍵詞】市政道路；施工；軟土地基；施工；處理措施

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和城市道路交通行業(yè)建設(shè)的日益發(fā)展和增加，對(duì)市政工程項(xiàng)目的質(zhì)量要求日益提高。相關(guān)工程項(xiàng)目在軟土地基上的工程項(xiàng)目建設(shè)逐漸增多，同時(shí)對(duì)軟土地基的處理也日漸呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展特征。在工程項(xiàng)目的實(shí)踐當(dāng)中逐步應(yīng)用了多種新型技術(shù)。而市政工程項(xiàng)目由于施工工期較緊，施工場(chǎng)地較為狹窄，同時(shí)還要在施工過(guò)程中維持正常的交通運(yùn)營(yíng)等等，由此市政工程項(xiàng)目中的軟土地基的處理要求更高。

一、軟土地基的處理

要實(shí)現(xiàn)對(duì)軟土地基的處理，有多種處理方式，而相關(guān)工程項(xiàng)目的施工之前，應(yīng)對(duì)軟土地基的處理進(jìn)行了解，而后才能根據(jù)不同的施工路段、不同的地形條件等對(duì)道路工程項(xiàng)目進(jìn)行施工，從而實(shí)現(xiàn)因地制宜，按照實(shí)際的施工狀況對(duì)地基進(jìn)行處理。

1、表面表層處理

（1）表層排水

表層排水的方法在軟土地基的處理中較為常見，在填土之前，一般開挖深度為0 . 5～1 m，寬度為0 . 5 m的溝槽排除地表積水，從而有效降低道路工程地基中的含水量。在溝槽的開挖之前應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)氐穆范蔚牡匦蔚孛蔡卣鬟M(jìn)行考察，通過(guò)使用自然地形的坡度進(jìn)行排水，減小每個(gè)溝槽的間距，從而有效提高了整體地基的排水效率。在地下水排除之后將透水性較好的砂礫和碎石回填入地基。

（2）添加砂墊層

表面表層的處理方式可通過(guò)在軟土表面添加砂墊層的方式對(duì)軟土地基進(jìn)行處理。當(dāng)軟土地基中的含水量較高，則可在軟土層地基上添加砂墊層的方式進(jìn)行處理，添加的厚度約為0 . 5～1. 2 m，從而達(dá)到對(duì)軟土地基的固定和加固。添加砂墊層的方式一般可用于軟土地基的淺層處理當(dāng)中，通過(guò)使用機(jī)械設(shè)備將路基下的軟土挖出，而后換上強(qiáng)度相對(duì)較高的粘性土或者砂石、卵石等等，砂墊層的添加主要為降低水位，使地下水成為填如內(nèi)部的地下排水層，由此也能對(duì)上部起到排水的作用，具有明顯的固定作用。

（3）加入添加劑

通過(guò)對(duì)表層粘性土壤加入適當(dāng)?shù)奶砑觿亩纳仆翆颖旧硭械膶傩蕴卣鳎纳仆翆拥墓逃袑傩蕴卣鳎纳茐嚎s性能以及強(qiáng)度特性以達(dá)到加固地基的作用。在實(shí)際的施工過(guò)程中，常見的添加劑為熟石灰、生石灰以及水泥，而在添加石灰類添加劑時(shí)，一般使用現(xiàn)場(chǎng)攪拌的方式進(jìn)行。

（4）拋石清淤

對(duì)于常年積水的低洼路段，在工程項(xiàng)目的道路建設(shè)和施工過(guò)程中，由于排水的施工難度較大，則可使用拋石清淤的方式，拋投進(jìn)施工直徑不小于30 cm的片石，若是存在直徑未達(dá)標(biāo)的片石，其含量也應(yīng)小于總量的20 %。拋石施工中，首先拋投路堤中段，先前后兩邊，而后使用拋投的片石實(shí)現(xiàn)清淤。在拋投完成后使用重型壓路機(jī)進(jìn)行反復(fù)碾壓。

2、深層處理

（1）灌漿

在軟土地基中灌漿，使水泥或者其他漿體在地基當(dāng)中形成漿脈，在持續(xù)滲透以及填充過(guò)程中進(jìn)行壓實(shí)，同時(shí)由于漿體的灌入，從而破壞了漿體土層的原有性質(zhì)，從而構(gòu)成了塑性變形區(qū)域，而距離漿體較遠(yuǎn)的土層將發(fā)生彈性形變，從而提高了地基的密度，導(dǎo)致復(fù)合地基的形成，從而能有效穩(wěn)固地基以及控制地基的沉降。豎向排水固結(jié)

（2）粉噴樁加固

粉噴樁的加固施工可參照實(shí)際道路工程項(xiàng)目中的多項(xiàng)施工參數(shù)進(jìn)行確定，在打入粉噴樁之前可進(jìn)行試樁，從而保證實(shí)際施工當(dāng)中的鉆進(jìn)速度、噴氣壓力以及單位時(shí)間內(nèi)噴粉量等施工參數(shù)，同時(shí)在施工之前，應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)粉噴樁的材料，特別是水泥材料，不能使用結(jié)塊變質(zhì)或者受潮的材料，由此避免由于劣質(zhì)的材料而導(dǎo)致的坍塌沉陷等事故。相關(guān)施工人員還應(yīng)對(duì)粉噴樁的安裝狀況進(jìn)行及時(shí)的記錄以及檢測(cè)，從而能及時(shí)解決出現(xiàn)的問(wèn)題。

（3）為了保證地基排水的固結(jié)方式，將有效縮短排水的距離，在地基中間設(shè)置垂直放置的排水柱，豎向排水固結(jié)的方式能適宜于飽和粘土以及有機(jī)質(zhì)粘土地基中使用，排水住根據(jù)材料的不同可分為砂井排水柱以及紙板排水柱兩種形式，而砂井排水柱應(yīng)在地面預(yù)先鋪設(shè)好砂墊層，在設(shè)立好排水溝之后再打入約15～2 0 m深的排水柱，為了保證路基的透水性能較好，砂井中應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)粗砂，同時(shí)與豎向排水進(jìn)行連通，同時(shí)使用該種方式，不僅能實(shí)現(xiàn)排水固結(jié)，同時(shí)還能達(dá)到擠密地基的作用。

二、市政道路工程中軟土地基的施工措施

1、在鋪設(shè)土工合成材料過(guò)程中，不應(yīng)產(chǎn)生褶皺，可通過(guò)人工拉緊的方式防止進(jìn)行預(yù)防，必要之時(shí)可使用插針等固定措施，將土工合成材料固定在填土層的表面。在土工合成材料的鋪設(shè)施工中，應(yīng)保證鋪設(shè)土層的平整，避免表面存在碎石以及塊石等堅(jiān)硬的突出物。在距離土工合成材料8 cm的路堤填料的最大粒徑不應(yīng)超過(guò)6 cm。

2、在鋪設(shè)土工合成材料時(shí)，應(yīng)將強(qiáng)度較高的方向放置在垂直于路堤的軸線方向位置，同時(shí)還應(yīng)保證土工合成材料之間的連接牢固，在受力方向的連接之處，強(qiáng)度不應(yīng)小于材料設(shè)計(jì)的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)疊合的長(zhǎng)度不小于15 cm，應(yīng)保證土工合成材料的相關(guān)技術(shù)以及質(zhì)量指標(biāo)符合工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求。存放以及鋪設(shè)土工材料過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)避免土工合成材料的暴露或暴曬，在與土工合成材料所接觸到的填料當(dāng)中，應(yīng)避免包含強(qiáng)酸、強(qiáng)堿性的物質(zhì)。

3、在鋪設(shè)土工合成材料的過(guò)程中，要在路堤的兩邊留下一定的長(zhǎng)度，回折覆裹在已經(jīng)壓實(shí)好的填筑層面上，而折回外露部分應(yīng)用土覆蓋。

4、土工合成材料在攤鋪施工完成之后要及時(shí)填筑填料，從而防止土工合成材料長(zhǎng)時(shí)間受到陽(yáng)光的暴曬。一般攤鋪完成后應(yīng)在48h以內(nèi)將進(jìn)行填筑填料施工。填料要分層攤鋪，分層碾壓，所選擇的填料的壓實(shí)程度要符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范要求。同時(shí)在市政道路的工程項(xiàng)目的軟土地基的處理之后，其縫接的強(qiáng)度不應(yīng)小于土工合成材料的抗拉強(qiáng)度。

三、結(jié)語(yǔ)

在市政道路施工當(dāng)中，軟土地基具有重要的作用，若是未對(duì)軟土地基進(jìn)行處理或者使用的方式欠妥當(dāng)，則容易導(dǎo)致道路地基不穩(wěn)或者產(chǎn)生道路的沉降等等，由此對(duì)道路的使用造成隱患，也將損傷道路的使用壽命，由此應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到軟土地基在工程項(xiàng)目中處理的重要性并加以警示。同時(shí)分析了軟土地基的處理方式和施工工藝，期望能在實(shí)際工程項(xiàng)目中靈活運(yùn)用。

參考文獻(xiàn)：

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篇7

關(guān)鍵詞: 土工格柵、路堤、相互作用、穩(wěn)定性、淺層溜塌

中圖分類號(hào)：U213.1+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1引言

土工格柵等多種土工合成材料已經(jīng)在各類巖土工程中得到了廣泛的應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者已經(jīng)做了不少研究，根據(jù)這些研究成果，土工格柵的計(jì)算理論和實(shí)際應(yīng)用日益完善。研究表明，不同土體、不同加筋材料、不同布筋方式土體的強(qiáng)度和變形性能也不同，這就帶來(lái)了土工格柵應(yīng)用的廣泛性和多樣性。

目前，土工格柵廣泛應(yīng)用于高、陡路堤邊坡加筋以增強(qiáng)路堤的穩(wěn)定性；應(yīng)用于地震區(qū)路基以增強(qiáng)路基的抗震性能；軟土地基處理工程樁頂加筋形成復(fù)合地基；鐵路工程增建二線幫寬及其他路堤加寬工程的邊坡加筋；橋路過(guò)渡段加筋以減小差異沉降；加筋土擋墻等各類工程。

準(zhǔn)池鐵路位于內(nèi)蒙古中部及山西省北部，

為Ⅰ級(jí)雙線電氣化萬(wàn)噸重載鐵路。沿線大面積穿越山前洪風(fēng)積濕陷性黃土高原區(qū)。地表溝壑縱橫，路基工程高填、深挖、陡坡路基段落較多。這里結(jié)合準(zhǔn)池鐵路及其他鐵路的設(shè)計(jì)及建設(shè)過(guò)程，主要討論土工格柵應(yīng)用于高、陡路堤及地震區(qū)路堤時(shí)對(duì)路堤穩(wěn)定性的影響及抵抗邊坡淺層溜坍的能力。

2實(shí)驗(yàn)研究及計(jì)算理論

土工合成材料加筋土工程的計(jì)算分析是十分復(fù)雜的問(wèn)題，涉及填料、土工合成材料、地基的相互作用等因素。

實(shí)際應(yīng)用中土工格柵對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的計(jì)算方法多采用圓弧滑動(dòng)法或契體滑動(dòng)法。土工合成材料與土之間的摩擦系數(shù)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定，當(dāng)試驗(yàn)條件不具備時(shí)，可參照當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)或有關(guān)資料確定。

通過(guò)對(duì)不同筋帶材料、不同土類的加筋土的拉拔試驗(yàn)，可大致得出筋土界面的剪切特性。

拉拔試驗(yàn)可得土工合成材料與土之間的似摩擦系數(shù)，由下列公式計(jì)算：，式中為似摩擦系數(shù)；為筋帶被拉動(dòng)時(shí)的最大拉拔力；為筋帶埋入土中的面積。在試驗(yàn)過(guò)程中，筋帶埋入土中的面積保持不變，由此可計(jì)算出相應(yīng)的似摩擦系數(shù)值[1]。

由拉拔試驗(yàn)可知：當(dāng)豎向應(yīng)力在一定范圍內(nèi)時(shí)，筋帶的拉拔力隨豎向應(yīng)力的增大而顯著增加，但當(dāng)豎向應(yīng)力超出一定范圍后，其對(duì)拉拔力的影響逐漸減弱，直至趨于穩(wěn)定。在筋帶與填料相同的情況下，填料本身的物理狀態(tài)對(duì)筋帶的似摩擦系數(shù)有顯著影響，填料壓實(shí)度越大，拉拔力越大，似摩擦系數(shù)值越高，填料在最佳含水量狀態(tài)下的似摩擦系數(shù)值大于飽和含水量狀態(tài)下的似摩擦系數(shù)值。筋帶材料的粗糙度對(duì)筋－土界面摩擦特性有較大影響。

利用有限單元法，也可建立土工合成材料拉拔試驗(yàn)?zāi)Ｐ停治鼋钔两缑媪W(xué)行為。有限元分析主要有三種方法：

(1)將土工合成材料單元與土單元分開考慮，土工合成材料單元與土單元之間設(shè)接觸面單元；

(2)將土工合成材料與土揉為一體，作為復(fù)合材料考慮；

(3)將土工合成材料作為外荷載考慮，直接作用在土單元上，僅有土單元。

有限元分析中較多采用第一種方法。

有限元分析結(jié)果表明：筋土界面摩阻力并非均勻分布，位于拉拔端附近界面摩阻力有一峰值；對(duì)于高強(qiáng)度筋材，隨著拉拔端拉伸位移的增大，峰值摩阻力逐漸后移，直至整個(gè)界面發(fā)生剪切滑動(dòng)，從而發(fā)生拔出破壞；低強(qiáng)度筋材在拉伸荷載的作用下，筋材的影響區(qū)域較小，豎向力越大，影響區(qū)域越小，承載力低，荷載作用下容易發(fā)生拉斷破壞；因此，拉伸荷載一定時(shí)，筋材的抗拉強(qiáng)度與筋土界面的抗剪需匹配，否則不經(jīng)濟(jì)。對(duì)于高強(qiáng)度筋材，加筋土結(jié)構(gòu)的承載能力取決于筋土界面的抗剪強(qiáng)度；而低強(qiáng)度筋材，主要取決于筋材的抗拉強(qiáng)度[2]。對(duì)于相同填土高度和邊坡坡率的路堤工程，不同的鋪設(shè)位置取得的效果不一樣，同等條件下土工格柵鋪設(shè)在路堤中部靠下的位置可達(dá)到最佳效果[3]。

另外，通過(guò)對(duì)不同筋帶材料、不同土類、不同加筋層數(shù)的加筋土的三軸實(shí)驗(yàn)可得：土樣加筋后，在相同應(yīng)變時(shí)能承受的應(yīng)力隨加筋層數(shù)的增多而增大；土樣的黏聚力和內(nèi)摩擦角都隨加筋層數(shù)的增多而增大；不同加筋材料對(duì)不同土類的強(qiáng)度提高程度不同，其對(duì)強(qiáng)度指標(biāo)的提高程度，除與加筋材料的特性有關(guān)外，還與土體本身的強(qiáng)度特性以及與加筋材料的相互作用有關(guān)。

3工程案例

此處以某地震區(qū)高路堤為例，來(lái)說(shuō)明土工格柵加筋對(duì)路堤穩(wěn)定性的影響。該工點(diǎn)所處地區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.20g，地震基本烈度8度，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期分區(qū)為一區(qū)，工點(diǎn)內(nèi)地基土20m深度范圍內(nèi)的飽和細(xì)砂層為地震可液化層。該段路基平均填高12～14m。根據(jù)《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（2009年版）[4]，本工點(diǎn)抗震設(shè)防類別劃分為D類工程，要求路基的穩(wěn)定安全系數(shù)K≥1.1。該段路基工點(diǎn)的地層情況如下表1：

表1 地層主要物理力學(xué)指標(biāo)

巖土名稱 巖土狀態(tài) 層厚(m) 粘聚力Cq 內(nèi)摩擦角φq 壓縮模量ES 基本承載力σ0

(kPa) (°) （Mpa) (kPa)

粉質(zhì)黏土 軟塑 2 18 8 4.5 100

細(xì)砂 稍密、飽和 15.3 0 32 190

礫砂 中密、飽和 4.3 0 40 400

黏土 硬塑 8.5 30 18 6 140

路堤穩(wěn)定性檢算采用瑞典條分法，考慮地震力時(shí)需對(duì)液化土層的摩擦力和摩擦角、抗剪強(qiáng)度等力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行折減,折減系數(shù)的取值與標(biāo)貫試驗(yàn)點(diǎn)深度和地基土抗液化指數(shù)有關(guān), 其中得=0.63，由規(guī)范可得取值為0.33。

計(jì)算時(shí)地基可液化土層采用折減后的力學(xué)指標(biāo)。經(jīng)計(jì)算可知總的下滑力為1789.6kN，總的抗滑力為1441.9kN，滑動(dòng)安全系數(shù)為0.806

本工程飽和細(xì)砂層厚達(dá)15.3m，上覆土層為厚2m的軟塑狀粉質(zhì)黏土，基底承載力僅100kPa；細(xì)砂層以下為礫砂層，透水性較好。因此本工點(diǎn)的加固目標(biāo)需同時(shí)滿足消除飽和細(xì)砂層的地震液化性，提高地基承載力和加強(qiáng)路基整體抗震穩(wěn)定性兩個(gè)方面。

本段路堤采用C組粉質(zhì)黏土填筑，通過(guò)對(duì)邊坡進(jìn)行土工格柵加筋，筋材采用TGSG50-50雙向土工格柵，上部路堤全斷面鋪設(shè)，其下兩側(cè)路堤邊坡每邊鋪設(shè)寬度8m，層間距均為0.6m。地基土采用擠密碎石樁加固，樁間距1.5m，樁長(zhǎng)12m，梅花形布置。施工完成后于樁頂鋪設(shè)0.4m厚碎石墊層，并于墊層中間夾鋪一層TGDG120以上單向高強(qiáng)土工格柵。經(jīng)計(jì)算可知，路基在考慮地震力時(shí)總的下滑力為1792.7kN，總的抗滑力為2182.6kN，滑動(dòng)安全系數(shù)為1.22>1.1，從而能較好地保證路基的抗震穩(wěn)定性。

由眾多實(shí)驗(yàn)研究及工程實(shí)例可知，于路堤邊坡內(nèi)鋪設(shè)土工格柵對(duì)提高路堤的穩(wěn)定安全系數(shù)有很大作用，并可有效防止路堤邊坡滑塌，減小路基兩側(cè)不均勻位移，防止路基開裂；同時(shí)對(duì)地震區(qū)路堤抗震性能的提高效果顯著[5]。

準(zhǔn)池鐵路高、陡路堤工程大多位于濕陷性黃土地基上，采用C組砂質(zhì)黃土填筑。濕陷性黃土地基遇水易產(chǎn)生濕陷，造成路基不均勻下沉；砂質(zhì)黃土填料具有含水量不易控制，壓實(shí)困難，填筑的路基邊坡易受雨水沖刷，易造成邊坡溜塌破壞等特性。

結(jié)合理論計(jì)算及工程實(shí)踐，準(zhǔn)池鐵路設(shè)計(jì)中高、陡路堤工程多采用土工格柵進(jìn)行加筋。高路堤邊坡采用自地表起每填筑0.6m高，于路堤邊坡水平寬3.0m范圍內(nèi)鋪設(shè)一層TGSG25-25雙向土工格柵，同時(shí)基床底層內(nèi)滿鋪一層TGDG120以上的單向高強(qiáng)土工格柵，且基床以下路堤每填筑3.0m高通鋪一層TGDG120以上單向高強(qiáng)土工格柵進(jìn)行加固。陡坡路堤地段，路堤填筑體為薄條狀時(shí)，為保證路堤的整體穩(wěn)定性，路堤自地表起每填筑0.6m高通鋪一層或隔兩層通鋪一層TGSG25-25雙向土工格柵。濕陷性黃土地基采用灰土擠密樁加固地段于樁頂鋪設(shè)0.3m厚二八灰土墊層內(nèi)夾一層TGDG120以上的單向高強(qiáng)土工格柵形成復(fù)合地基，增強(qiáng)路基的整體穩(wěn)定性，減少地基的不均勻沉降[6]。

4施工注意事項(xiàng)

土工格柵加筋土路堤施工時(shí)，首先將地表整平碾壓至規(guī)定要求，然后分層填筑路堤。鋪設(shè)土工格柵時(shí)，先將碾壓密實(shí)的填土層平整，格柵鋪設(shè)應(yīng)平整，密貼，連接必須牢固，然后在其上填土。為防止護(hù)坡工程施工挖槽露出格柵，格柵外端距設(shè)計(jì)邊坡坡面應(yīng)保持一定的水平距離。平鋪土工格柵后，嚴(yán)禁汽車直接行駛在土工格柵上，并要避免過(guò)量拉伸。土工格柵盡量避免長(zhǎng)時(shí)間露天存放或施工暴露過(guò)久。

5結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)土工格柵應(yīng)用于加筋土工程時(shí)筋土界面相互作用的試驗(yàn)及有限元分析總結(jié)，結(jié)合具體的工程實(shí)例，得出了加筋土工程中筋材對(duì)提高工程可靠性的影響作用。對(duì)于高、陡路堤及地震區(qū)路堤工程，采用土工格柵加筋可有效提高其整體穩(wěn)定性，減少不均勻沉降，并可有效防止路堤邊坡的淺層溜坍。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉大超，馬世洪，張濤.土工拉筋帶似摩擦系數(shù)試驗(yàn)研究[J].路基工程：2010（2）：118-120.

[2]王仕傳，凌建明.土工合成材料與土界面剪切特性數(shù)值模擬[J].路基工程：2010（4）：64-66.

[3]于天，馮衛(wèi)江，鄧永鋒.加筋路堤穩(wěn)定性分析[J].路基工程：2008（4）：159-160.

[4]中華人民共和國(guó)鐵道部.GB 50111-2006 鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2009：5-23.

[5]何海清，姚令侃，王建.土工格柵加固高路堤的抗震性能分析[J].路基工程：2010（3）：78-80.

篇8

關(guān)鍵詞：組態(tài)王；SQL；各向異性；系統(tǒng)研發(fā) 

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.089 

1 前言 

土工合成材料與土體界面的相互作用屬不同介質(zhì)之間的問(wèn)題，是當(dāng)今巖土工程的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。筋-土界面上的摩擦阻力系數(shù)則是加筋土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析的重要參數(shù)，性能參數(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量對(duì)實(shí)際土體加筋工程具有重要指導(dǎo)意義[1-2]。我院自主研發(fā)一套充分考慮土工合成材料力學(xué)性能各項(xiàng)異性的新型直剪設(shè)備，避免了現(xiàn)行規(guī)范中試驗(yàn)測(cè)試值與土工合成材料實(shí)際受力特性嚴(yán)重不符的問(wèn)題，有效地解決了土工合成材料工程應(yīng)用中存在的安全隱患。同時(shí)，搭建一套基于組態(tài)王與SQL數(shù)據(jù)庫(kù)的直剪試驗(yàn)操作系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、特征數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，數(shù)據(jù)及參數(shù)曲線輸出、存儲(chǔ)、查詢等功能，并對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得了國(guó)家規(guī)范要求的土工合成材料剪切性能參數(shù)系列評(píng)價(jià)指標(biāo)，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠。 

2 土工合成材料各向異性直剪儀介紹 

直剪設(shè)備主要包括機(jī)械、氣動(dòng)以及電氣控制三大系統(tǒng)，如圖1所示。機(jī)械部分主要包括機(jī)架、頂尖、回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)、氣缸支撐架、上下剪切盒、直線導(dǎo)軌副等；氣動(dòng)部分主要由氣缸、空壓機(jī)、閥體等組成；電氣控制系統(tǒng)主要由伺服電動(dòng)缸、可編程控制器、傳感器、觸摸屏等組成。 

本設(shè)備采用整體式機(jī)架，結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)剛度大、強(qiáng)度高，極好地降低了導(dǎo)軌變形率，為直剪性能參數(shù)的精準(zhǔn)測(cè)量建立結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。上剪切盒外部形狀采用正八邊形以便于頂尖定位、加強(qiáng)系統(tǒng)可靠性及可加工性，同時(shí)相較于四邊形、六邊形等形狀有效減小下剪切盒內(nèi)徑，進(jìn)而減小回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)尺寸，降低整機(jī)尺寸及重量。高性能回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)下剪切盒0～360°任意角度精確旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)土工格柵各向異性性能參數(shù)直接測(cè)量，完美解決了現(xiàn)行規(guī)范試驗(yàn)測(cè)試值與土工合成材料實(shí)際受力特性嚴(yán)重不符的問(wèn)題，同時(shí)回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)具備自鎖功能以保證直剪試驗(yàn)中剪切面不發(fā)生旋轉(zhuǎn)，保證直剪試驗(yàn)準(zhǔn)確。 

采用氣動(dòng)加壓結(jié)合數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集模塊，對(duì)壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，保壓時(shí)間高達(dá)2h且氣壓變化率≤0.1%，實(shí)驗(yàn)過(guò)程壓力穩(wěn)定確保試驗(yàn)采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠。采用高精度伺服電動(dòng)機(jī)與壓力傳感器聯(lián)合控制的方法，使剪切速度、剪切位移、剪切力得到精確控制，設(shè)備性能參數(shù)如表1所示。 

3 直剪試驗(yàn)操作系統(tǒng) 

（1）系統(tǒng)功能介紹。直剪試驗(yàn)操作系統(tǒng)用來(lái)指導(dǎo)操作人員安全高效、智能規(guī)范的開展土工合成材料剪切性能檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、特征數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示及剪切性能數(shù)據(jù)及曲線輸出、查詢等功能。本系統(tǒng)共分為系統(tǒng)菜單、操作功能按鈕、法向應(yīng)力與實(shí)驗(yàn)時(shí)間顯示、狀態(tài)指示燈以及用戶登錄/退出等5個(gè)功能區(qū)，如圖2區(qū)域1～5所示。 

系統(tǒng)菜單分為系統(tǒng)說(shuō)明、參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)輸出、系統(tǒng)調(diào)試以及報(bào)警信息5個(gè)功能模塊。法向壓力及實(shí)驗(yàn)時(shí)間反應(yīng)實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)時(shí)法向應(yīng)力以及實(shí)驗(yàn)剩余時(shí)間。狀態(tài)指示燈區(qū)域包括5個(gè)狀態(tài)指示燈，系統(tǒng)狀態(tài)正常色為綠色，異常時(shí)為紅色；運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行過(guò)程為綠色，試驗(yàn)停止為灰色；報(bào)警狀態(tài)未出現(xiàn)報(bào)警為綠色，出現(xiàn)伺服異常、行程超出范圍、電機(jī)超載、壓力氣路連接異常等狀況時(shí)為紅色；法向應(yīng)力正常為綠色，應(yīng)力波動(dòng)范圍超出理論法向應(yīng)力的2%時(shí)指示燈為紅色。限位狀態(tài)反應(yīng)剪切位移是否超出行程范圍，正常為綠色，超限則為紅色。 

（2）系統(tǒng)操作流程及SQL實(shí)現(xiàn)。打開/退出組態(tài)王，進(jìn)行SQL連接/連接，功能實(shí)現(xiàn)命令語(yǔ)言為：SQLConnect（IDDevice，"dsn=；uid=；pwd="），SQLDisconnect（＼＼本站點(diǎn)＼IDDevice） 

上述命令語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了組態(tài)王與SQL數(shù)據(jù)源的連接/斷開，將此命令寫入組態(tài)王應(yīng)用程序命令語(yǔ)言的啟動(dòng)/結(jié)束中，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)就可以連接/斷開到數(shù)據(jù)庫(kù)[3]。 

進(jìn)入【系統(tǒng)調(diào)試】界面，調(diào)試各功能按鈕與數(shù)據(jù)顯示框，檢查系統(tǒng)是否正常；進(jìn)入【參數(shù)設(shè)置】界面，輸入實(shí)驗(yàn)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)；點(diǎn)擊【加壓】按鈕，并根據(jù)界面中間法向應(yīng)力顯示框進(jìn)行調(diào)整直至試驗(yàn)理論值；點(diǎn)擊【預(yù)壓】，彈出預(yù)壓界面，并進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)壓5 min以保證后續(xù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程壓力穩(wěn)定。 

預(yù)壓結(jié)束，點(diǎn)擊【電機(jī)使能】按鈕，若參數(shù)輸入不合理則彈出提示窗口，輸入合理則電機(jī)上電，功能實(shí)現(xiàn)命令語(yǔ)言如下：SQLCreateTable（ ＼＼本站點(diǎn)＼IDDevice，＼＼本站點(diǎn)＼實(shí)驗(yàn)時(shí)間與日期， "直剪儀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)"） 

上述命令語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了按照設(shè)定表格模板的格式在數(shù)據(jù)庫(kù)中以實(shí)驗(yàn)日期與時(shí)間新建數(shù)據(jù)表格，將此命令寫入【電機(jī)使能】按鈕的按下時(shí)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)表格的創(chuàng)建。 

點(diǎn)擊【開始】，進(jìn)入【實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)】界面開始實(shí)驗(yàn)，每10s將數(shù)據(jù)存一次，命令語(yǔ)言如下：

SQLInsert（＼＼本站點(diǎn)＼IDDevice，＼＼本站點(diǎn)＼實(shí)驗(yàn)時(shí)間與日期， "直剪儀實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)"） 

組態(tài)王將記錄體相關(guān)聯(lián)的變量當(dāng)前值插入到SQL數(shù)據(jù)庫(kù)表格中，從而生成一條新的記錄，達(dá)到將組態(tài)王中的數(shù)據(jù)寫到外部數(shù)據(jù)庫(kù)的目的。 

實(shí)驗(yàn)時(shí)間為0或者點(diǎn)擊【停止】按鈕，進(jìn)入數(shù)據(jù)是否保存對(duì)話框，若刪除當(dāng)前試驗(yàn)數(shù)據(jù)則命令語(yǔ)言如下： 

SQLSelect（ ＼＼本站點(diǎn)＼IDDevice， "實(shí)驗(yàn)時(shí)間匯總"， "報(bào)表名"， ""， "" ）； 

SQLDelete（＼＼本站點(diǎn)＼IDDevice， "實(shí)驗(yàn)時(shí)間匯總"，whereexpr）； 

點(diǎn)擊【卸壓】按鈕；點(diǎn)擊【歸零】按鈕，并彈出系統(tǒng)回零等待界面，當(dāng)回零動(dòng)作完成后，該窗口自動(dòng)關(guān)閉；點(diǎn)擊【電機(jī)去使能】按鈕，關(guān)閉電機(jī)；若繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)擊【加壓】按鈕并按照步驟3-11開展實(shí)驗(yàn)，若結(jié)束實(shí)驗(yàn)則點(diǎn)擊【結(jié)束】按鈕。 

進(jìn)入數(shù)據(jù)輸出開展后期數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)輸出分為【數(shù)據(jù)報(bào)表】和【曲線輸出】?jī)蓚€(gè)功能，先從“實(shí)驗(yàn)時(shí)間選擇”下拉列表框中選擇相應(yīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)日期，之后根據(jù)需要選擇報(bào)表/曲線預(yù)覽、打印、刪除等功能。 下拉列表框日期顯示SQL實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言如下： 

SQLSelect（ ＼＼本站點(diǎn)＼IDDevice， "實(shí)驗(yàn)時(shí)間匯總"， "記錄報(bào)表名"， ""， "" ）； 

SQLNext（ ＼＼本站點(diǎn)＼IDDevice）； 

當(dāng)需要將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)調(diào)入組態(tài)王來(lái)顯示，將此命令寫入相應(yīng)功能按鈕按下時(shí)，并添加查詢下一條記錄的命令，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的逐條查詢。 

4 試驗(yàn)實(shí)例數(shù)據(jù)處理 

本文從“實(shí)驗(yàn)時(shí)間選擇”下拉列表框中選擇“2015年5月26日11時(shí)23分”數(shù)據(jù)為處理實(shí)例，依次實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的報(bào)表預(yù)覽、曲線顯示，數(shù)據(jù)處理結(jié)果如圖3所示，并處理計(jì)算剪切位移與剪切力關(guān)系，如圖4所示。 

圖3（b）所示曲線可依據(jù)需要選擇坐標(biāo)軸，僅選擇一項(xiàng)則默認(rèn)時(shí)間為橫軸，若選擇兩項(xiàng)則第一選擇項(xiàng)為橫軸，第二選擇項(xiàng)為縱軸。點(diǎn)擊【選取】按鈕后，曲線顯示控件的橫/縱軸量程將依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理調(diào)整。圖4所示曲線給出了剪切位移與剪切力關(guān)系圖，并能根據(jù)需要通過(guò)“實(shí)驗(yàn)時(shí)間選擇”添加多條曲線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，實(shí)現(xiàn)曲線保存、打印和清空操作。 

5 結(jié)論 

本文研制的新型直剪設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境友好，安全性能高，基于組態(tài)王與SQL數(shù)據(jù)庫(kù)研發(fā)的試驗(yàn)操作系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、特征數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示，性能參數(shù)后期處理等功能，操作簡(jiǎn)單、計(jì)算準(zhǔn)確可靠，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。 

參考文獻(xiàn)： 

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[2]鄧子健，沈躍.瀝青路面層間抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)分析[J].山西交通科技， 2006，181（04）：11-14. 

篇9

關(guān)鍵詞：舊路；加寬；穩(wěn)定性；土工格柵

一、公路工程發(fā)展中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)迅速發(fā)展，公路的交通量迅速增長(zhǎng)，特別是近年來(lái)超載愈演愈烈，加速了道路病害的產(chǎn)生，大大縮短了維修養(yǎng)護(hù)的間隔時(shí)間。一些早期修建的公路已經(jīng)越來(lái)越不能滿足日益增長(zhǎng)的交通量的需要，除了新建一些公路以滿足日益增長(zhǎng)的交通量需求外，對(duì)一些舊路的改擴(kuò)建也勢(shì)在必行。舊路的改擴(kuò)建就是在原路基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改造，加寬舊路路基和提高道路等級(jí)的一種技術(shù)措施。這些舊路的改擴(kuò)建，充分利用了原有路基，既少占了公路建設(shè)用地，又滿足了社會(huì)發(fā)展的需要。舊路路基加寬工程最大的技術(shù)難題 是解決新舊路基不均勻沉降問(wèn)題。如何防止新老路基的縱、橫向不均勻沉降和裂縫，成為確保工程質(zhì)量的重點(diǎn)和關(guān)鍵。

二、 國(guó)內(nèi)外舊路加寬綜合處治技術(shù)綜述

在城市道路加寬改造工程中，最重要的技術(shù)問(wèn)題就是既有路基于拓寬路基之間的綜合處治。包括：綜合考慮加寬路基的穩(wěn)定性、新舊路基間的整體性、路基沉降、路堤自身的壓縮變形、路基土的塑性累計(jì)變形等造成的不均勻沉降，以及新舊路基間的剛度差異等對(duì)路面結(jié)構(gòu)的影響等。土工合成材料由于具有特殊的物理力學(xué)特性而在舊路加寬綜合工程中發(fā)揮著極其重要的作用。

引起舊路拓寬工程出現(xiàn)病害的原因是多方面的。其中，新舊路基之間的不良結(jié)合和不均勻變形時(shí)最根本的原因，也是路基拓寬工程中的主要控制因素。因此，在舊路拓寬工程中補(bǔ)習(xí)采取切實(shí)有效地工程技術(shù)措施，減小地基的不均勻沉降，保證新舊路基的強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性，加強(qiáng)新舊路基結(jié)合部的處治措施，減少拓寬工程路基的病害發(fā)生。通常可采用軟弱地基處理、基底清淤換填、舊路路堤臺(tái)階開挖、土工合成材料加筋墊層和加筋土路堤、土工織物防滲和排水、改良土高強(qiáng)路堤和輕質(zhì)路堤、鋪設(shè)土工合成材料防裂層或增大加鋪厚度等工程技術(shù)措施。

三、工程簡(jiǎn)介

本工程為港城大道道路改造工程項(xiàng)目1標(biāo)，工程全長(zhǎng)5565m，起終點(diǎn)樁號(hào)為K1+056~K6+800。本工程不包含東金路立交橋梁（K3+261~K3+849）,但包括橋下8m輔路及人行道和設(shè)施帶。道路紅線寬度為80m，路基主線寬度為56m、中間8m分隔帶、兩側(cè)設(shè)置雙向十車道路面（寬度為20m）、道路兩側(cè)為3m人行道。其中工程起點(diǎn)經(jīng)一路K1+056~東金路K3+580和楊北公路K5+600至終點(diǎn)津漢支線K6+800兩段為舊路加寬段。

四、土工合成材料在舊路改造中的應(yīng)用

在舊路加寬工程中，常用的土工合成材料就是土工格柵。土工格柵對(duì)土的加固機(jī)理在于格柵與土之間的相互作用。在新舊路基結(jié)合部采用土工格柵可有效地預(yù)防差異沉降的產(chǎn)生，這是因?yàn)椋旱谝唬捎谕凉じ駯排c土接觸面的的摩擦作用，降低了加寬處土的垂直應(yīng)力，使土體承載能力得以提高，減少了不均勻沉降；第二，土工格柵對(duì)土有鎖定作用，由于土工格柵網(wǎng)眼的存在，制約了路基中顆粒材料的橫向移動(dòng)，形成良好的嵌鎖作用，使土體具有較好的整體抗剪能力。；第三，由于水平鋪設(shè)的土工格柵具有彈性，在反復(fù)荷載作用下，不會(huì)產(chǎn)生變形的積累；第四，土工格柵具有一定的張力和延展性，能使路基與土工格柵形成一個(gè)連續(xù)柔性整體結(jié)構(gòu)。

土工格柵的鋪設(shè)：土工格柵的鋪設(shè)采用橫向鋪設(shè)，關(guān)鍵是保證其連續(xù)性，不出現(xiàn)斷裂、彎扭折皺、松弛，但又要避免過(guò)量拉伸。材料應(yīng)堆放在陰涼處，嚴(yán)禁暴曬和雨林，以免其性能老化。軟基處理段與未處理段的交界處設(shè)置過(guò)渡銜接，并保證必要的搭接長(zhǎng)度。在路槽縱向鋪設(shè)跨施工縫的土工格柵，加強(qiáng)新舊路基的橫向聯(lián)系，減少裂縫反射。本工程路基加寬開蹬搭茬采用鋼塑復(fù)合凸結(jié)點(diǎn)雙向土工格柵網(wǎng).

1.主要性能要求如下:

縱向抗拉強(qiáng)度： ≥50KN

橫向抗拉強(qiáng)度： ≥50KN

伸長(zhǎng)率： ≤3%

結(jié)點(diǎn)剝離力： ≥400KN

網(wǎng)眼尺寸不大于10cm

同時(shí)，為盡量減少搭接工程數(shù)量，鋼塑雙向土工格柵幅寬應(yīng)不小于4.0m。

2.本工程加寬路基接縫工藝處理如下：

（1）自舊路瀝青路面邊緣向下按1：:0.3的坡度切坡，將該坡度線以外，凡居新建路基底面標(biāo)高以上部分的舊路及邊坡全部挖除

（2）清除舊路邊坡壓實(shí)度不足部分，在堅(jiān)實(shí)的舊路基邊坡上開挖臺(tái)階，臺(tái)階寬度不小于1m，高度不大于3層（60cm）壓實(shí)的總厚度；每個(gè)臺(tái)階上的第一層，填石灰含量為6%的石灰土，其寬度應(yīng)覆蓋臺(tái)階全寬并搭在新填路基上2cm。

（3）每3層頂部鋪一層2米寬土工格柵，待施工到道胎位置，上預(yù)壓土預(yù)壓3個(gè)月后卸載，再整體全斷面鋪設(shè)鋼塑復(fù)合凸結(jié)點(diǎn)雙向土工格柵；

（4）土工格柵的鋪設(shè)采用橫向鋪設(shè)，垂直與路堤軸線方向，搭接不小于30cm，用綁絲每隔20cm間距綁牢，保證其連續(xù)性

（5）雙層或多層土工格柵上、下層搭接部位應(yīng)錯(cuò)開不小于50cm距離。

（6）土工格柵上的第一層填料采用輕型推土機(jī)或前置式裝載機(jī)碾壓，一切車輛、施工機(jī)械只容許沿路堤軸線方向行駛。

3.加寬填筑時(shí)注意事項(xiàng)

（1）原路基邊坡填筑前挖臺(tái)階時(shí)頂面挖成2%~4%的內(nèi)傾斜坡，底部第1級(jí)臺(tái)階的開挖寬度不得大于1/2的邊坡寬度，開挖后的老路邊坡，應(yīng)及時(shí)采取必要的措施，防止雨水沖刷等引起路堤開裂及滑塌，以確保老路堤的穩(wěn)定。

（2）路堤邊坡開挖后，要認(rèn)真檢查橋梁等結(jié)構(gòu)物與路基連接處，若發(fā)現(xiàn)橋頭搭板下有塌空現(xiàn)象，應(yīng)采用級(jí)配砂礫回填并灌漿加固措施處理，待充分密實(shí)后再進(jìn)行拼寬填筑。

（3）認(rèn)真清理加寬斷面的原地面，若下面有砂礫墊層，則應(yīng)按設(shè)計(jì)要求認(rèn)真整平和壓實(shí)。

（4）老路邊坡的開挖和填筑應(yīng)沿縱向分段推進(jìn)，老路堤邊坡開挖必須隨挖隨填，挖一層，填一層。

（5）土工格柵鋪設(shè)后應(yīng)及時(shí)填筑填料，避免受陽(yáng)光過(guò)長(zhǎng)時(shí)間暴曬，間隔時(shí)間不應(yīng)超過(guò)48小時(shí)。

（6）土工格柵下承層應(yīng)平整，鋪設(shè)時(shí)應(yīng)拉直、平順、繃緊、緊貼下承層，不得扭轉(zhuǎn)、褶皺。

篇10

【關(guān)鍵詞】膨潤(rùn)土；建筑涂料

中圖分類號(hào)：A715文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、前言

在建筑涂料中，膨潤(rùn)土的應(yīng)用是越來(lái)越廣泛，但是還是存在一些問(wèn)題，科學(xué)技術(shù)人員對(duì)于膨潤(rùn)土在建筑涂料中的應(yīng)用在不斷的完善，更能保證建筑涂料的質(zhì)量問(wèn)題，更能促使經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步。

二、膨潤(rùn)土在涂料中的作用

膨潤(rùn)土在水中形成絮凝狀物質(zhì),具有增稠劑的作用,它的分子基團(tuán)能與涂料中有機(jī)基料結(jié)合,能增強(qiáng)涂層的耐水性,提高涂層的強(qiáng)度和附著力。膨潤(rùn)土在水介質(zhì)中具有良好的懸浮性和分散性,使生成的涂料不易沉淀,不易分層、顏色均勻。從而改善涂料的懸浮穩(wěn)定性,且涂刷性好,能形成厚薄均勻平整光滑的涂層。基于此點(diǎn),涂料中可加入一些廉價(jià)的重質(zhì)碳酸鈣代替部分輕質(zhì)碳酸鈣,從而降低成本。膨潤(rùn)土由于具有一定的粘結(jié)力和遮蓋力,而且價(jià)格低廉,把它加到聚已烯醇系列涂料中,可使聚乙烯醇和其它填料(如輕質(zhì)碳酸鈣)的用量大為減少,從而使產(chǎn)品成本降低。膨潤(rùn)土具有優(yōu)良的親水性、塑性、膨脹性、粘結(jié)性,與適量水結(jié)合成膠體狀,在水中能釋放出帶電微粒,這種微粒間的電斥性使之在涂料中具有分散劑的功能。在防水涂料中,高速運(yùn)動(dòng)中的膨潤(rùn)土膠粒與低粘度熱溶瀝青發(fā)生激烈碰撞、切割,將瀝青破碎、膠化。已膠化的瀝青顆粒內(nèi)極性物質(zhì)對(duì)膨潤(rùn)土膠體微粒發(fā)生吸附作用,使被分散的瀝青顆粒表面形成膠體水化膜,降低了瀝青與水的界面張力,阻止瀝青顆粒的重新凝聚,從而形成穩(wěn)定的分散相,起到了乳化劑的作用。膨潤(rùn)土具有耐寒性,所配制的涂料在冬季較低的溫度下仍可施工。總之,膨潤(rùn)土的膠體溶液所具有的懸浮性、吸附性、分散性、粘結(jié)性和滑潤(rùn)性是建筑涂料所特別需要的,也使其在建筑涂料中具有粘結(jié)、增稠、懸浮、分散、乳化、填充等多種功能,并提高涂料的涂刷性和流平性,改善涂料的耐水性。

三、膨潤(rùn)土在建材工業(yè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

利用鈉基膨潤(rùn)土的吸水膨脹性、粘結(jié)性、膠體分散性等特性，除天然鈉基膨潤(rùn)土外，還有人工鈉化的鈉基膨潤(rùn)土可以生產(chǎn)多種防水材料。當(dāng)鈉基膨潤(rùn)土受濕時(shí)，因吸附水量多且在晶層間，而顆粒本身又帶負(fù)電性，以致顆粒間相互排斥，使吸附水膜增厚，即使在高壓下，水也不會(huì)被排斥，從而具有良好的防水作用。目前，廣泛利用膨潤(rùn)土制作防水材料。

1、膨潤(rùn)土防水板

膨潤(rùn)土防水板以瓦楞紙板為外殼，在瓦楞內(nèi)填裝一定配比的膨潤(rùn)土，并封固瓦楞紙板周邊的防水板材。膨潤(rùn)土防水板大多用于地下工程外防水。其工法有別于其他防水材料，它是用搭接的方式固定在結(jié)構(gòu)外側(cè)，回填土后，紙板逐漸降解，膨潤(rùn)土與添加劑經(jīng)水化而形成凝膠隔水膜，從而起到防水作用。膨潤(rùn)土防水板可遇水膨脹，滲透系數(shù)小，防水性能優(yōu)良，并具有良好的自封能力和耐久性。

2、膨潤(rùn)土膠泥

膨潤(rùn)土膠泥是將膨潤(rùn)土與其他配合料制成均勻膏狀的膠泥。以瀝青為主體的膠結(jié)介質(zhì)與膨潤(rùn)土制成膠泥，除能達(dá)到一般瀝青膠泥的性能外，其防水性能優(yōu)良，可遇水膨脹，具有一定的膨脹壓力，是一種優(yōu)于其他接縫防水材料的防水膠泥，可廣泛用于穿墻管周圍和填充于混凝土接縫中。

3、膨潤(rùn)土止水條

膨潤(rùn)土止水條是將膨潤(rùn)土與橡膠等混煉成一定的條狀。膨潤(rùn)土止水條除具有膨潤(rùn)土膠泥的優(yōu)點(diǎn)外，還具有一定的抗拉強(qiáng)度和延伸率，可在自由狀態(tài)下使用。施工時(shí)，緊密貼在混凝土的預(yù)留縫中，擠壓后遇水膨脹而堵塞縫隙。

4、土工合成材料膨潤(rùn)土墊

土工合成材料膨潤(rùn)土墊是近年來(lái)在國(guó)外發(fā)展起來(lái)的一種新型的、主要用于防滲的土工合成材料。土工合成材料膨潤(rùn)土墊是在兩層土工合成材料(土工織物或土工膜)之間夾封膨潤(rùn)土粉末(或膨潤(rùn)土粒)，通過(guò)針刺、縫合或粘合而成的一種復(fù)合材料，也有的土工合成材料膨潤(rùn)土墊產(chǎn)品只有一層土工膜，其上有用粘合劑粘合的一層薄薄的膨潤(rùn)土。它可以在城市固體廢棄物填埋場(chǎng)中用于防止?jié)B濾液污染地下水和防止雨水滲入廢棄物填埋場(chǎng)中，也可用于渠道防滲。在發(fā)達(dá)國(guó)家，土工合成材料膨潤(rùn)土墊用于渠道防滲的技術(shù)已相當(dāng)成熟。

5、水泥基滲透結(jié)晶型防水材料

目前，國(guó)內(nèi)外主要開發(fā)應(yīng)用的水泥基滲透結(jié)晶型防水材料是充分利用膨潤(rùn)土的特性及其他活性材料制備而成的防水材料。其具有滲透性，生成的晶體能深入封堵結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔隙，改善內(nèi)部結(jié)構(gòu)，防水具有永久性；微細(xì)裂縫自修復(fù)性能；背水面防水與修補(bǔ)效果更佳等特點(diǎn)。

四、膨潤(rùn)土應(yīng)用中出現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策

1、涂料沉淀

膨潤(rùn)土具有較好的分散性和懸浮性,在涂料中可用作懸浮防沉劑。在加入膨潤(rùn)土后,涂料仍產(chǎn)生沉淀,則可能是膨潤(rùn)土的質(zhì)量不好,蒙脫石含量過(guò)低,應(yīng)考慮選用蒙脫石含量高的膨潤(rùn)土;或是所用的膨潤(rùn)土為鈣基膨潤(rùn)土,其分散性、懸浮性差,有效的解決辦法是將鈣基膨潤(rùn)型為鈉基膨潤(rùn)土。

2、涂料增稠

使用人工改型的鈉基膨潤(rùn)土容易在涂料中出現(xiàn)增稠變厚現(xiàn)象,主要原因可能是改型劑選用不當(dāng),鈣基膨潤(rùn)型為鈉基膨潤(rùn)土,改型劑一般選用鈉鹽或鈉堿,如碳酸鈉、磷酸鈉、硅酸鈉、醋酸鈉、氫氧化鈉等,在選用中應(yīng)考慮改型劑與涂料體系中其他組分的相容性;改型劑用量偏多,在配方中使用了水玻璃(即液態(tài)硅酸鈉,實(shí)際上是膨潤(rùn)土鈉化的一種改型劑)或是水玻璃的用量偏多也能造成涂料增稠,用量過(guò)多時(shí),游離的改型劑與涂料中的某些成分(基料及某些顏、填料)作用使涂料增稠,解決辦法是減少改型劑的用量。

3、涂膜龜裂

膨潤(rùn)土具有吸水膨脹、失水收縮的特性。在涂料中加入膨潤(rùn)土有時(shí)會(huì)產(chǎn)生涂膜龜裂現(xiàn)象,主要原因是膨潤(rùn)土用量過(guò)多。應(yīng)控制膨潤(rùn)土的用量,一般以3%～10%為宜。如果用量已經(jīng)很少仍出現(xiàn)上述現(xiàn)象,則應(yīng)從基料等其他方面找原因。綜上所述,只要我們?cè)趹?yīng)用膨潤(rùn)土的過(guò)程中注意解決好這些問(wèn)題,建筑涂料中膨潤(rùn)土的加入不但可以改善涂料的性能,提高產(chǎn)品質(zhì)量,而且可明顯地降低原材料成本,在實(shí)際生產(chǎn)中提高經(jīng)濟(jì)效益。

五、膨潤(rùn)土在其他涂料中的應(yīng)用

膨潤(rùn)土可用作防水涂料的原料。膨潤(rùn)土雖具有很好的防水性，但其本身呈顆粒狀態(tài)，無(wú)粘聚性，因而需選擇非水介質(zhì)與膨潤(rùn)土制成膠泥，而該介質(zhì)要有一定的防水性。膨潤(rùn)土乳化瀝青防水涂料就是將膨潤(rùn)土和瀝青混合制得防水涂料，它主要用于屋面防水，可以提高工效50%，降低工程造價(jià)40%，且大大改善工人的勞動(dòng)條件，提高防水效果。據(jù)報(bào)道，屋面上涂刷膨潤(rùn)土乳化瀝青防水涂料，可增加使用壽命多年，施工好的屋面35年尚未損壞。膨潤(rùn)土用在環(huán)氧改性有機(jī)硅涂料中，對(duì)環(huán)氧改性有機(jī)硅起補(bǔ)強(qiáng)作用。當(dāng)膨潤(rùn)土的加入量為添加總量的5%～10%時(shí)，不影響涂層的耐蝕性和耐熱性。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，就膨潤(rùn)土在建筑涂料中的應(yīng)用研究方面而言，在建筑涂料的安全方面提供了許多便利條件，但是可能在應(yīng)用研究方面上還存在一些問(wèn)題，相信在以后的日子中，科學(xué)技術(shù)人員會(huì)多做努力。建筑涂料給人們的生活帶來(lái)很大的方便，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)做出巨大的貢獻(xiàn)。

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