作為加筋材料常用的土工格柵自上世紀(jì) 60 年代末出現(xiàn)后,在土木工程中得到了廣泛應(yīng)用,目前國內(nèi)已在鐵路、公路、機(jī)場、水利、港口等工程中開始大量使用。土工格柵具有抗拉強(qiáng)度高,延伸率低,與土石結(jié)合效果好,耐久性強(qiáng),施工簡便等特點(diǎn),主用途是改善土體的工程性能,起到加固和穩(wěn)定土體的作用。特別是對于加固軟弱土路基,土工格柵的應(yīng)用能有效提高地基的承載力,增加擴(kuò)散角,控制不均勻沉降。
下面小編為大家講一下土工格柵在軟土地基加固應(yīng)用中的原理是什么
土工格柵在處理軟弱地基中的作用主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是提高地基承載力,減少沉降,增加地基穩(wěn)定性;二是增強(qiáng)土體的整體性及連續(xù)性,有效控制不均勻沉降。首先有必要說明一下土工格柵的具體力學(xué)作用機(jī)理。土工格柵對土的加固機(jī)理存在于格柵與土的相互作用中,一般認(rèn)為,這種相互作用可歸納為以下三種情況:
格柵表面與土的磨擦作用;
格柵孔眼對土的“鎖定”作用;
土對格柵肋條的被動(dòng)阻抗作用。
土工格柵是在聚丙烯(PP)或高密度聚乙烯(HDPE)等材料做成的板上打孔,然后加熱進(jìn)行單向或雙向拉伸,提高高分子鍵的定向排列性,從而得到高強(qiáng)度、低延伸的補(bǔ)強(qiáng)材料。它與過去用擠壓成型 HDPE 熱焊成網(wǎng)相比較,抗拉強(qiáng)度為后者的 5~10 倍,初期接線變形系數(shù)是 4~10 倍,而破壞時(shí)的應(yīng)變只有 10%~15%。土工格柵在抗化學(xué)藥品性、耐腐蝕性等方面性能表現(xiàn)較好,但存在紫外線照射易老化或使用溫度限制(-50℃~+80℃)等問題。在材料中摻入碳黑后,能提高其耐久性。單向塑料土工格柵是一種以高分子聚合物為主要原料,加入一定的防紫外線、抗老化助劑,經(jīng)過單向拉伸使原來分布散亂的鏈形分子重新定向排列呈線性狀態(tài),經(jīng)擠壓成薄板再?zèng)_壓成規(guī)則孔網(wǎng),然后縱向拉伸而成的高強(qiáng)度土工材料。這種過程中使高分子成定向線性狀態(tài)并形成分布均勻、節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度高的長橢圓形網(wǎng)狀整體性結(jié)構(gòu)。此種結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)高的拉伸強(qiáng)度和拉伸模量,抗拉強(qiáng)度達(dá)到100~200Mpa,接近低碳鋼的水平,大大優(yōu)于傳統(tǒng)的或現(xiàn)有的加筋材料。