路基工程稳定性与灾变控制技术二

1、公路土工合成材料及相关技术标准加筋材料的发展整体拉伸型、编织型、焊接型三大类整体拉伸型：单向、双向、多向拉伸塑料土工格栅编织型：经编涤纶、经编玻纤土工格栅焊接型：焊接聚酯、焊接钢塑土工格栅加筋材料的主体土工格栅整体拉伸型采用高密度聚乙烯（HDPE）或聚丙烯（PP）为原材料，经塑化挤出、冲孔、整体拉伸而成的平面网状结构土工格栅整体拉伸型编织型采用涤纶纤维长丝为原材料，经纬向定向编织成网格坯布，涂覆聚氯乙烯（PVC）胶或丁苯胶乳加工成的平面网状结构土工格栅。智能化焊接型焊接聚酯土工格栅：以聚酯为主料，加入抗老化剂和其他助剂，经过低倍数机械拉伸成精制肋条，或者以聚酯纤维为芯材外覆聚乙烯保护鞘形成土工

2、加筋带，按平面经纬成直角，经焊接成型的平面网状结构土工格栅。焊接钢塑土工格栅：高强钢丝（或其他纤维）经特殊处理与聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）并添加其他助剂，通过挤出使之成为复合型高强抗拉条带。条带经纵、横按一定间距编制或夹合排列，采用超声波焊接技术焊接其交接点而成的平面网状结构土工格栅。标准类型标准名称材料标准（1）长丝纺粘针刺非织造土工布（JT/T 519-2004）（2）短纤针刺非织造土工布（JT/T 520-2004）（3）土工格栅（JT/T 480-2002）（4）土工网（JT/T 513-2004）（5）有纺土工织物（JT/T 514-2004）（6）土工膜袋（JT/T 515-2

3、004）（7）土工格室（JT/T 516-2004）（8）土工加筋带（JT/T 517-2004）（9）土工膜（JT/T 518-2004）（10）塑料排水板（带）（JT/T 521-2004）（11）防水材料（JT/T 664-2006）（12）排水材料（JT/T 665-2006）（13）无纺土工织物（JT/T 667-2006）（14）复合材料的分类、性能要求和试验方法（JT/T 669-2006）试验标准公路工程土工合成材料试验规程（JTG E50-2006应用标准主导标准公路工程土工合成材料应用技术规范相关标准（1）公路路基设计规范（JTG D30）（2）公路排水设计规范（JTJ01

4、8）（3）公路沥青路面设计规范（JTG D50）（4）公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40）（5）公路隧道设计规范（JTG D70）（6）公路工程质量检验评定标准（JTG F80-1）公路土工合成材料标准规范 材料标准规范了土工合成材料产品的分类、规格、性能指标及要求试验标准规范了土工合成材料物理性能、水力性能、耐久性能、合成材料与介质相互作用力学性能等试验方法应用标准规范了土工合成材料在不同场合应用的材料选择、结构型式、设计计算、施工等要求 加筋土结构是在土体中铺设适量的拉筋材料，通过界面摩擦将筋材的抗拉特性与土体的抗压特性结合起来，提高结构的整体稳定性。我国公元230年采用芦苇柳条作

5、为加筋材料建造的古长城至今仍屹立不倒。加筋土结构被誉为“继钢筋混凝土之后又一造福人类复合材料”。公元230年前的古长城四川锦屏电站52m加筋土陡坡米兰古城古戍堡公元700年新疆吐蕃 自1982年英国netlon公司的拉伸塑料土工格栅生产以来，加筋土技术得到长足发展。目前国内有上百家生产企业。 单向拉伸土工格栅 双向拉伸土工格栅 焊接土工格栅 玻纤土工格栅经编土工格栅钢塑土工格栅 双向格栅在受到重载车辆碾压时，其斜向受力很大，而斜向约束力有限，容易造成破坏，影响使用效果。三角形/菱形结构的三向土工格栅提供了多向约束力和抗拉能力，提升了产品的抗拉、抗剪能力。土工格栅新产品：三向格栅2010年世界杯

6、体育场，南非四向三角土工格栅以聚丙烯为原料，经特殊工艺、多向拉伸生产而成。该产品在纵向、横向、正负45度方向均具有较强的抗拉强度。产品为三角形结构，与双向拉伸土工格栅的正方形网格相比较，具有较好的结构刚性和稳定性。 土工格栅新产品：四向三角土工格栅具有稳定的三角形结构，受力时不易发生结构变形； 能够同时承受多方向荷载，不易产生节点扭转破坏； 具有矩形截面，不易产生与土体的滑移，加筋效果更好； 节点比双向格栅大，节点效率更高，节点不易破坏； 多条筋共用节点，节省材料。 较双向格栅具有创新性，但材料受力的均匀性和整体加筋效果低于三向格栅。立体式土工格栅是以结构力学的方式用高分子聚酯肋带经过立体纺织

7、而成的， 是一种具有特殊性能的专利格栅。能均匀荷载分布，具有较高的双向拉伸模量和抗拉强度以及较高的抗施工破坏能力。能有效使纵向受力改变成横向受力，具有较强的过载能力。 中国专利新产品：立体式土工格栅增加了格栅对土体的被动阻抗，提高了网孔对土体无法有效嵌锁。立体格栅纵横向肋带很窄，结点圆柱体具有很强的支持强度，在施工过程中能有效提高土体密度，固土能力大大提高，承载能力显著提高。可以适用于软土地基处理和加筋土挡墙墙及加筋土边坡工程。 PET双向焊接格栅 PET带焊接格栅具有较好的抗蠕变性能，应用于长期承载环境中。 采用振动摩擦焊接模式，具有焊点强度高、无需更换模具、节能环保的优点。 嵌锁性能更好低

8、延伸率高应变长期稳定性整体钢塑格栅是以碳素弹簧钢丝复合与聚乙烯PE，并添加其他辅助剂，通过挤出使之成为复合形成条带，经纵、横按一定间距排列，然后采用特殊熔焊工艺焊接其交接点而成型的一种二维网状结构的土工合成材料。钢塑凸结点格栅在整体钢塑格栅的基础上，在结点处采用先进的熔铸成型工艺，使得格栅条带交叉点的极限剥离力较交通行业标准提高了近17 倍达到并超过500N。结点处的凸点结构可增强格栅与土体的嵌锁咬合作用。一、公路土工合成材料应用范围 路基加筋路基不均匀沉降防治用于边坡基底，起到提高承载力和减小变形的作用（土工格栅或土工格室）。用于浅层换填后的基底，起到提高稳定性、减小不均匀沉降变形作用（土工

9、格栅或土工格室）。加筋地基加筋地基用于桩网结构中的“网”，实现在软弱地基上快速填筑稳定的高路堤，充分发挥桩的承载作用，工后沉降小。加筋地基(a)土拱效应 (b)加筋网垫受力变形 持力层软弱层路基桩垫层软弱地基土工格栅英国北欧、日本规范德国规范 格栅受力计算理论土工格栅受力不大，实测最大的拉应变为0.1%，换算土工格栅拉力0.057kN/m路堤加筋受地形、地物限制需加陡路堤边坡时，采用加筋土路堤结构形式。 一般用单向或双向塑料拉伸土工格栅、双向经编涤纶土工格栅或钢塑格栅，幅宽及间距根据计算确定。湖北省某高速公路某段，最大高度51.3m。桥改路项目：桥梁施工难度大消化隧道弃方弃方征地费用+运费二次

10、环境破坏节约土地、环境友好结构形式多样性沪蓉西高速公路刚性挡墙结合加筋土柔性结构高填方路基加宽土钉加筋土短筋郑州市郑上路位于郑州市西郊，是进出郑州市区的西大门。路堤工程所在地紧临一湖泊，为保护湖泊，减少工程填方量，以及避免大范围处理基础处理，采用加筋陡坡。陡坡高度16米，坡角：630，包裹式结构，下部临水处外表面采用浆砌面，上部直接进行包裹。郑州郑上路工程工程简介：云南安（宁）楚（雄）高速公路大红田段加筋土路基工程 加筋土路基高为720m，坡率为1：0.5。部分为软基上高填方，对软基进行了换填片石、换填碎石结合土工格室和碎石垫层、土工布进行处治，软基处理完毕后在其上修筑加筋土路堤。 填料：隧道

11、弃方，为土石混合填料。加筋材料：强度120 KN/m的高密度聚乙烯（HDPE）单向土工格栅TGDG-120型，铺设间距为60cm。加筋土挡墙的墙面形式与常规的路基边坡相比，6米高加筋土挡墙每公里节约占地27亩，节约土方填筑量6万方。边坡加筋土挡墙加筋土挡墙的断面形式加筋土挡墙的断面形式加筋土挡墙的断面形式加筋土挡墙的破坏形式1995年的阪神地震为里氏7.2级。在阪神地震中，调查了120个加筋土构造物，只有3个墙有明显的横向位移，变形在4-113mm 之间，但是所有这些结构都保持着使用功能。 日本阪神地震中钢筋混凝土桥墩破坏地震区国道G213都江堰至映秀段三级公路6处加筋土挡土墙有2处挡墙在汶川

12、地震中遭受。模块式面板 邢临高速公路K56+622K57+230穿越村庄，线路左侧修筑辅道，线路右侧还有灌渠，为了减少征地拆迁同时又不压缩灌渠的断面，设置了模块式土工格栅加筋土挡土墙，挡墙墙高1.95m9.79m。 地基为软土地基，采用水泥搅拌桩和挤密砂砾桩。两种复合地基上设置50cm砂砾垫层，垫层中间加铺一层EG3030聚丙烯双向土工格栅。加筋土挡墙模块尺寸为0.5m0.2m0.2m(长宽高)。挡墙模块为C25混凝土预制块，模块预埋HDPE单向土工格栅6cm，外留一完整肋条，预埋土工格栅与加长土工格栅采用连接棒连接。土工格栅长度视填土高度分别为2.5m至5.0m不等。 土工格栅加筋石灰土挡墙

13、应用技术研究 邢临高速公路模块式土工格栅加筋土挡土墙位于K56+622K57+230段落，属软土地基处理地段，路线南侧为灌溉水渠，北侧紧邻邢临公路和居民密集区，最大填方高度约6m。为了减少征地拆迁同时又不压缩灌渠的断面，采用模块式土工格栅加筋土挡土墙设计。 云南楚大高速公路k218+065k218+778加筋土高墙（墙高43m，1998年） 云南楚大高速公路加筋土高墙（墙高43m） 1998竣工时拍摄2008年12月拍摄重庆长滨路加筋土挡墙加筋土挡土墙水平变形控制技术 传统的加筋土结构强度控制设计理论是一种静态的极限平衡分析理论，忽视了挡土墙施工过程、演化与形态形成等问题。在达到极限平衡状态之

14、前，加筋土挡墙有一个变形的发展和积累的过程。变形发展过程潜伏着强度破坏的积累，有效控制变形意味预防破坏的发生，遏制突发性的破坏事故。因此，加筋土挡墙的设计应该由按强度控制设计过渡到按变形控制设计。 变形控制设计理论和强度控制设计理论正成为加筋土支挡结构设计的主要理论基础，因此也印证了变形问题和强度问题始终是土力学的两大主要问题。河北省保（定）沧（州）高速公路土工格栅加筋土挡墙工程位于河北省保定市清苑县境内，里程为K14+530.57K15+629，该段落穿越路南侧村庄，线路北侧为河道，为了减少征地拆迁同时又不压缩河道的断面，设置了预制块式土工格栅加筋土挡土墙，墙高3.88.9m。河北省保沧高速公路竣工时间的延续，墙面水平位移不断增加，增长速率逐渐减小。竣工时间的延续，墙面中下部水平位移增