新型锁扣式嵌入土工格栅

在修建路堤时，经常会用到的材料是土工格栅，相信提到它大家都是不陌生的，因为在我们的家庭中也会有用到它的地方，比如养殖，可以用它当围栏，所以它的应用范围还是非常广的，但是它本身还是存在了一些问题，在应用中，筋土相互作用是加筋土结构强度提高的关键，然而它与土的界面特性受诸多因素的影响，直接决定着加筋土结构的变形与稳定性。格栅自身材料性能、结构形式的不足是导致加筋土结构失效的主要因素，比如纵横肋条易发生断裂破坏、节点易发生剥离破坏、表面粗糙度不够等。在这些因素下，研制出了一种兼具高强度、摩阻特性的锁扣式嵌入格栅。

现在市面上的格栅普遍存在以下几种问题：

1、肋条的强度低，破坏形式表现为肋条断裂；

2、强度低，破坏形式表现为因节点破坏而横纵肋条分离；

3、与土之间的相互作用较弱，破坏形式表现为格栅从土纵拔出。提高加筋土结构的承载能力。

在这些情况下，锁扣式格栅采用注塑成型生产工艺，既能够提高格栅节点自身的强度，保证格栅纵横肋条不分离；又可以通过锁扣短肋的作用，加强锁扣与土体之间的摩擦力作用；同时短肋自身对土体也会产生额外的嵌固作用，达到对土体最优的被动阻抗力。格栅肋条采用以聚丙烯为主、添加增强性纤维的复合材料制作，具有较高的抗拉强度、较小的变形和较强的抗腐蚀能力。格栅节点采用高密度聚乙烯同步注塑成型，具有较高的极限剥离力。所以它是具有强度高、变形小、防腐蚀、成本低等特点，可以满足工程建设需求。

研究过程：

1、依次开展了室内拉伸试验及节点剥离试验，结果表明：纵横肋条及节点均具有较高的强度，肋条表面出现众多丝状纤维束是它即将发生断裂的征兆，锁扣式节点以塑料破坏性为主具有较高的抗剥离强度：锁扣式节点可以为肋条提供附加强度。

2、利用自主研发的大型拉拔实验，以锁扣式嵌入土工格栅为加筋材料，以粘土为试验填料，研究竖向应力、压实度、节点形式等对筋土界面特性的影响。通过使用姿态传感器测量土体受格栅扰动后的运动情况，分析拉拔过程中筋土界面的作用机理。结果表明：提高竖向应力、压实度均能有效增加筋土界面摩擦阻力及格栅变形，但筋土界面的扰动程度却有所降低。靠近夹持端的格栅变形最大，且沿其埋置长度方向逐渐衰减。

3、在拉拔试验的基础上，从理论方面分析了土体在锁扣式节点作用下的极限平衡状态，在试验方面，通过设置对照组来分析节点形式对筋土界面的强化机理。结果表明：在相同或竖向应力作用下，锁扣式节点对增强筋土界面摩阻力的贡献率比普通格栅更大；锁扣式节点在提高筋土界面特性方面更具优势。

4、提出一种换填格栅附近土体形成水平夹层结构的筋土界面强化方法，并结合室内拉拔试验对夹层结构参数（填料粒径、集配分布、夹层厚度等）进行研究。结果表明：在同一竖向应力下，相比单一级配碎石夹层，连续级配碎石夹层对筋土界面作用的提高效果更显著，但应合理控制细集科的含量。夹层厚度存在最优值。在工程应用中，应结合实际进行拉拔试验验证，使夹层镇料达到最佳的工程特性，最大程度的发挥筋土界面的摩擦特性。

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