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采用土工格栅在友谊关高速及南水北调工程加筋

采用土工格栅在友谊关高速及南水北调工程加筋膨胀土工程中的巨大成功
 
重大项目立项,以南宁一友谊关高速公路为工程背景,采用宁明中膨胀土填筑路堤,分别采用非膨胀性粘土包边、土工格栅加筋包边、膨胀土与碎石土夹层土工格栅包边、膨胀土与石灰改良膨胀土夹层土工格栅包边等方法进行处理,监测表明路墓工作性能良好。在该工程试验段,采用土工格栅加筋膨胀土形成“柔性挡墙”处治膨胀土路堑边坡获得成功[26]
    举世瞩目的南水北调中线工程总干渠膨胀岩土渠段长380余公里,最大开挖深度47m >渠坡破坏机理与处治技术是该工程的关键技术之一2005年12月在郑州召开的专家听证会决定分别选取河南南阳邓州渠段作为膨胀土试验段,河南新乡璐王坟渠段作为中、弱膨胀岩试验段,河北邯郸渠段作为强膨胀岩试验段.2006年11月,该项目纳入国家“十一五”科技支撑计划重大项目(NO: 2006BAB04A10 ),对膨胀岩土渠坡的破坏机理,以及土工格栅加筋膨胀土开挖弃料、纤维改性膨胀土、土工袋装膨胀土、土工膜等处理方案进行系统研究和大型现场试验. 
   工程实践表明,土工格栅加筋膨胀土技术对于膨胀土地质灾害的控制是有效的,其应用日益广泛.该技术可避免大量借土和弃土带来的生态环境破坏与土地占用问题,也可降低工程造价,具有重大的社会、环保与经济效益,对于膨胀岩土地质灾害的防治具有重要意义.然而粘性土的力学性能易受外界多种因素影响,特别是高液限膨胀土的强度变形特性及其与筋材的界面特性受地下水、降雨、排水条件及大气风化的影响较大.因缺乏土工格栅与膨胀土的界面特性及加筋机理的系统研究,该技术的发展与应用受到极大限制,并可导致工程卒故}zsl
土工格栅抑制沥青混凝土梁的损伤分析
目的研究土工格栅抑制混凝土梁的损伤效果,为沥青混凝土路面施工过程中的损伤开裂控制提供参考.方法应用Sidoroff和ABAQUAS损伤模型的有机结合,对未加铺土工格栅与在不同位置加铺土工格栅的沥青混凝土三点弯曲梁进行了损伤演化分析;运用疲劳试验对土工格栅加铺于梁底部进行损伤分析.结果土工格栅加铺层在梁底部和距梁底部1 /3处加铺土工格栅后,沥青混凝土梁的损伤因子均得到了较大程度地减小,进而确定了土工格栅的最佳加铺位置为梁底部.疲劳试验结果表明,土工格栅加铺于梁底部能提高疲劳寿命8. 49倍.结论土工格栅可以有效地抑制沥青混凝土的损伤,延长疲劳寿命.    沥青路面裂缝的产生机理是由于路面在行车荷载和温度的作用下先产生损伤,出现微观裂纹,微观裂纹进一步扩展为宏观裂缝,最终导致路面开裂.沥青混合料以及路面结构的破坏实质上是材料局部出现劣化损伤并逐渐扩展、发展成为裂缝直至断裂破坏的过程,为此需要在数值计算和试验的基础上进
一步应用损伤力学理论与方法揭示材料及结构损伤破坏的演化过程,认识破坏的机制以及加筋作用的机理[D -al.当前对沥青路面进行损伤分析的理论主要是损伤力学和豁弹性理论,在此基础上结合流变学、耗散能理论、唯象学方法等,进行疲劳试验或拉伸试验,最后建立拉伸损伤演化方程或疲劳损伤演化方程[Cs-izl.除此之外,还有将土工格栅运用到沥青路面的损伤研究中,土工格栅是聚合物材料经过定向拉伸形成的具有开孔的网络、较高强度的平面网状材料.由于土工格栅是通过独特的工艺过程使聚合物的长链碳氢分子沿拉伸方向重新排列成一直线,因而在拉伸方向具有较高的抗拉强度.    虽然道路工作者早就认识到了沥青混凝土损伤对于沥青路面路用性能的影响,并对此进行了大量的工作,但随着沥青混凝土的
损伤,其各项路用性能的变化规律如何,尚且没有较权威的结论,可供参考的研究成果也
不多见.基于此,笔者应用aBa}us有限元软件Sidoroff损伤模型模拟沥青混凝土梁三点加载弯曲损伤演化过程,研究土工格栅不同层位的沥青混凝土梁拉伸损伤的抑制作用,进而确定出土工格栅加铺层的最佳位置.在此基础上,通过疲劳试验进一步研究土工格栅抑制混凝土梁的损伤效果,验证了数值模拟的正确性和土工格栅抑制混凝土梁的损伤效果,为沥青混凝土路面设计及施工过程中的损伤开裂控制提供了借鉴作用.
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