基础设施特别是高速公路在建设过程中不可避免地会对岩土边坡大量开掘,选择适当的边坡防护方案非常重要。以往在建设过程中大多采用护面墙、喷浆、喷混和锚喷等结构进行边坡防护,虽然初期稳固和抗侵蚀效果较好,但随着时间的推移,岩石风化、混凝土老化和钢筋锈蚀使其效果越来越差,同时其对自然生态整体环境的破坏以及在降低噪音与光污染、缓解视觉疲劳等诸多方面的不足都与当前注重生态环境保护、坚持可持续发展的现状工程理念相去甚远。
土工格室厂家作为一种新型合成材料,对其的大量研发始于20世纪80年代末90年代初的欧美等国家。
经试验和现场应用证明,在提高一般填土承受动荷以及路基防护方面均有很大的功效。中国于20世纪90年代初在吸收国外先进经验的基础上,开始了土工格室的开发研究工作,并在道路基床病害整治、固定松散介质的应用方面取得了重大图片。随着对土工格室特性的进一步了解,人们已经发现其具有其他土工材料(土工布、土工膜、土工格栅、土工模袋和土工网等)不可替代的优势,在诸多领域有着独特的应用前景。
1.1土工格室的力学特点
土工格室利用网络体系对土体的摩擦力和侧限约束力在边坡表面形成轻型网状结构体,避免了边坡表面与冲刷介质(雨水、风沙等)直接接触,可降低土壤流失率,并减少地表径流量和降低流速,从而达到减轻水流对坡面的冲蚀、防止坡面表层土体溜坍和对土体补强加固的目的。
1.2土工格室坡作用特点
1.2.1消减水能量,降低水对坡面的冲蚀破坏程度
降水会在坡面形成径流,直接对坡面造成破坏,降水时间的长短与破坏程度成正比。土工格室会改变水流的径流方向,使其沿土工格室的边缘流动,降低了水流在坡面的径流量以及流速。土工格室固定在坡面上,大大增加了坡面土体的粘聚力,使得土工格室网状结构内的土体防冲刷能力大大加强。
1.2.2植被根系固土,增加土壤透水能力
植被的根系具有从各个方向对土壞进行加固的作用,并且植被与土壤结合自然稳定。不过自然条件悉劣地区植物存活率较低,所以固土效果较差。
2。土工格室的抗滑稳定性
2. 1 土工格室的破坏模式
土工格室由焊接部位的铆钉固定于坡面。实践经验表明,铆钉数量偏少会使提供抗滑
阻力的铆钉受力增大,从而导致传递到格室连接部位的局部应力增大,使该处出现明显的塑性变形。当某个连接部位的局部应力超过其焊接点的剥离强度时,局部应力的重分布将使相邻焊接点相继破坏,导致周围格室逐一散开,使整个格室一土系统呈渐进性破坏,最终丧失对土壤的包赛作用,在水流作用下发生边坡局部冲蚀。因此,土工格室破坏程度主要受焊点剥离强度的控制。
土工格室沿边坡下滑会引起坡底种植士发生整体剪切破坏,导致坡底第一排格室底部上抬,从而使经排水孔渗入的水流从底部掏空格室。当第一排格室掏空后,第二排开始上拾。如此类推,最终使格室完全失效。因此,坡底处第一排格室必须有铆钉固定,底端种植士需满足承载力的要求。
2.2土工格室抗滑安全系数
保持土工格室稳定的抗滑安全系数通过铆钉数量的增加得以提高。此外,在格室底部与坡面之间铺设一道双向土工格栅,也可增强格室的抗滑力。