塑料土工格栅的性能及应用

  我国的塑料土工格栅生产厂商较多地关注产品 本身 ,对相关的软技术如对原材料 、加工工艺及格栅 的蠕变特性的基础性研究投入不够 ,对格栅的应用 技术方面的研究也远远不足 ,这不利于格栅的快速 发展 。

  间对数之间的关系图表 ,能够得到不同应力水平下 的材料蠕变系数 ;根据试验数据利用外推法计算蠕 变极限强度 。但是由于蠕变试验周期太长 ,一般的 试验至少需要 1 000 h, 长的需要几十年以上 。因 此 ,有人提出了将塑料土工格栅的拉伸蠕变特性和 拉伸强度等相关联起来 ,并希望能够通过实验证明其相 关性 ,由此通过短期测试达到预测塑料土工格栅的 长期设计强度的目的 ,此类方法有待进一步研究 。 2 塑料土工格栅的应用

  塑料土工格栅可用于边坡 ,尤其是回填土坡的 防护 ,保证道路 、河道等不因边坡土的下滑而阻塞 。

  在用塑料土工格栅防护的边坡上还可种植草木 ,草 木根系和格栅互相交织 ,逐渐增强防护作用 ,同时 绿化环境 。此外还可以用塑料土工格栅修筑堤坝 , 快速铺设临时简易道路等 。 2. 5不同沉降量基础间的过渡处理 [ 4 ]

  链分子沿拉伸方向重新排列成一直线 ,在工程中具 有较高的拉伸强度 (较拉伸前提高 5 ～10 倍 )和较 低的延伸率 (只有拉伸前的 10% ～15% ) 。塑料土 工格栅的加固在于格栅与土基的相互作用 ,这种相 互作用可归纳为 3 种情况 : ( 1)格栅表面与土粒的 摩擦作用 ; ( 2 ) 土粒对格栅筋肋的被动阻抗作用 ; (3)格栅孔眼对土基的“锁定 ”作用 。这 3种作用均 能充分约束土粒的侧向位移 ,从而大幅度提升了土体 的自立稳定性 。这 3种作用和格栅隔离作用的同时 存在使得格栅的加固效果显著提升 。在土基中铺设 塑料土工格栅形成加筋土后 ,塑料土工格栅对土基 的加固作用主要体现在提高土基承载力 、限制土体 的侧向位移 、扩散应力 3个方面 。

  参考文献 1 李能. 土工格栅的力学特性及应用场景范围. 云南建材 , 2000 (1) : 7 2 肖衡林 ,王钊 ,黄杰. 3种不同土工格栅在土木工程中的应用. 公

  单向拉伸塑料土工格栅在拉伸方向具备极高的 拉伸强度 (可大于 100 kN /m )和拉伸弹性模量 ,是 一种较理想的加筋材料 。由于单向拉伸塑料土工格 栅在成型时只有纵向被拉伸 ,故只能在纵向受力 。 其工程应用效果有以下几方面 : ( 1)增强路基 ,有效 分配载荷 ,增强土体受力性能 ,提高路基稳定性 、承 载力及常规使用的寿命 ; ( 2)约束路基侧向变形与路基材 料流失造成的整体或局部变形 ,减少不均匀沉降 ,有 效防止路体的断裂 ; (3)用于加筋挡土墙 ,提高墙体 稳定性 。单向拉伸塑料土工格栅适用于各种土质的 加固 、加筋 ,且省工省时 。

  我国的公路 、铁路 、水利 、采矿 、港口与机场建 设 ,工业与民用建筑等行业正处在快速的提升的时期 , 其中涉及大量的有关岩土加固的问题 ,必然要使用 各种新技术 、新材料 。这给塑料土工格栅的应用 、生 产及基础研究的开展提供了很好的契机 。

  我国地质状况复杂 ,区域间差异很大 。如在南 方软土地基较多 ,有时要占一条公路全长的 1 /4 ～ 1 /3,而西南部山区则需要大量的边坡防护 、高路坝

  摘要 分析塑料土工格栅的一般性能及蠕变特性 ,介绍塑料土工格栅在软地基加固 、路面处理 、加筋挡土墙及 护岸墙 、边坡防护 、不同沉降量基础间的过渡处理及水土流失治理等岩土工程中的应用 ,指出我国在塑料土工格栅 研究上存在的问题 ,并展望塑料土工格栅的应用前景 。

  双向拉伸塑料土工格栅在纵向和横向都具有较 大的拉伸强度 (能达到 30 kN /m ) 。与单向拉伸塑 料土工格栅相比 ,双向拉伸塑料土工格栅双向都能 受力 ,用于加固时 ,能将力均匀分布于各个方向 ,整 体性更好 ,变形率适当 ,适应填料土的变形要求 。 1 塑料土工格栅的性能 1. 1塑料土工格栅的一般性能 [ 2 ]

  修筑和加筋挡土墙 ,在北方同样有大量诸如软基 、边 坡处理的岩土加固工作 。当前道路修建中高等级道 路的比例一直增长 ,这就对路基处理 、防止沉降提出 了很高的要求 ,而使用塑料土工格栅可以较好地解 决土木工程中的软地基处理 、差异沉降等特殊问题 , 在这些场合 ,塑料土工格栅是理想的土工材料 。 4 结语

  塑料土工格栅质量轻 ,与土或碎石咬合力强 ,抗 酸碱 、耐腐蚀 、耐老化 、易施工 。它是有一定柔性的 塑料平面网材 ,易于现场裁剪和连接 (可用聚乙烯 绳或连接棒连接 ) ,也可重叠搭接 ,便于现场组装成 所需形状 ,且在施工全套工艺流程中折曲影响小 ,施工便捷简单 , 不需要特殊的施工机械和专业方面技术人员 。但塑料硬 度低 、抗机械损伤能力差 ,划痕 、碎石硌伤等机械伤 痕会产生应力集中 ,使塑料土工格栅的整体力学性 能降低 。在施工全套工艺流程中应格外的注意 ,避免和减少机 械损伤 。 1. 2塑料土工格栅的蠕变特性

  路段之间有不同的沉降量是常见的现象 ,如 新修道路原来为农田 ,则一般沉降量要大些 ;道路拓 宽时 ,原有路面与新拓宽路面之间会有不同沉降量 。 典型的例子是路基与桥台的连接处 。桥台是由混凝 土浇铸的 ,基础的刚度大 ,基本无沉降 。与之相邻的 路基则是在桥台施工完成后回填土形成的 ,两种基 础的刚度差别较大 。由于邻近桥台 ,在这里路面不 易用机械压实而常以人工压实 ,加大了这一差别 。 基础刚度的差别引起沉降差异 ,造成所谓“桥台跳 车 ”(快速行使的车辆驶上桥台和驶离桥台时跳起 颠簸 ) 现象 。岩土工程中处理这类问题有多种方 法 ,而用土工合成材料加筋被认为是较为成功的一 项新技术 。使用塑料土工格栅加强与桥台相邻路面 的路基 ,可以大幅度提升路基刚度 ,显著减小路基的 变形 ,实现不同沉降量基础间的平缓过渡 ,减少跳车 现象 。这一点在高速铁路建设中特别的重要 。在轨道 路基与路桥桥台连接处设过渡段并用塑料土工格栅 处理路基 ,使该段轨道刚度逐渐变化 ,保证高速列车 的安全 、平稳与舒适 。 2. 6水土流失治理

  欢迎读者直接通过邮局或银行汇款向《工程塑料应用 》杂志社办理《工程塑料应用 》和《化学分析计量 》的订阅手续 ,请注 明订阅期刊名称 、收件人 、邮编及地址 。

  塑料土工格栅具备优秀能力的力学性能 ,铺设于土 中形成加筋土后改善了土体的受力状况 ,一经投产 上市 ,就受到岩土工程界的重视 。目前 ,塑料土工格 栅大多数都用在公路 、铁路 、水利工程的软基处理 ,路面 、 路堤 、河堤等的加固 ,滑坡 、塌方的修复及水土流失 的治理等工程 。 2. 1软地基加固

  塑料土工格栅不仅可用于泥沼及软土地基的加 固 ,其它凡是承载力 、沉降量不能够满足建筑物要求的 杂填土 、冲填土地基等均可采用塑料土工格栅进行 加固 。塑料土工格栅加筋土垫层的承载力可达 200 ～400 kPa,完全可满足一般建筑物或施工机具对地 基承载力的要求 。用于软地基加固时 ,塑料土工格 栅加筋垫层一般布置于地基表面或浅层区 。 2. 2路面处理 [ 4 ]

  塑料土工格栅是一种由聚乙烯 、聚丙烯或其它 聚合物为基体树脂 ,加入抗紫外线剂等助剂 ,经热 熔 、挤出 、拉伸等工艺生产而成的土工合成材料 ,主 要用于岩土工程的加固 、加筋 ,分为单向拉伸和双向 拉伸两种 ,其结构见图 1[ 1 ] 。

  aபைடு நூலகம்单向拉伸 ; b—双向拉伸 图 1塑料土工格栅结构示意图

  对塑料土工格栅而言 ,蠕变特性是指格栅在一 定 (长 )时期内 ,在允许有 10%变形量的情况下 ,所 能承受恒定载荷的能力 。蠕变特性的确定对格栅的 设计特别是在工程结构设计计算时预测格栅的长期 强度方面有很重要的意义 。

  塑料土工格栅的蠕变特性可按照 ISO 13431 1999 的规定来测试 [ 3 ] ,结果通常表示为应变和时

  塑料土工格栅对道路基层的侧限作用能有效地 将载荷分布到更宽的底基层上 ,因此 ,基层的厚度可 减少 50% ,常规使用的寿命可延长 3倍 ,同时 ,塑料土工格 栅还可提高基层承受往复载荷的能力 ,降低往复载 荷对基层和底层所产生的泵吸作用 。加固公路路面 的塑料土工格栅一般宜铺在面层或基层的下部 。 2. 3加筋挡土墙及护岸墙

  塑料土工格栅在土中的摩擦作用比其它加筋构 件大得多 ,同时格栅是席垫式形状 ,可与土体充分接 触 ,产生较大的隔离和加筋效应 。因此 ,塑料土工格 栅是加筋挡土墙的理想构件 ,采用塑料土工格栅修 筑加筋挡土墙可使墙面承受的侧向压力减小 ,从而 大大减小墙面的侧向变形 ,使整个加筋挡土墙更加 稳定 ,更加美观 。另外 ,塑料土工格栅比土工带更容 易铺设安装 ,施工速度快 ,实施工程质量更为容易得到保 证。 2. 4边坡防护