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            道路差異沉降試驗模型示意圖

            發布時間:2021-03-23 11:42   閱讀:次   字號:  

            土工格柵試驗

            試驗模型

            廣三**速公路起點位于廣東省佛山市南海區,終點位于廣東省佛山市三水區,路線總里程 30 km, 1998 年建成通車,全線路基普遍為軟土地基. 原路基標準橫斷面寬 24. 5 m,雙向 4 個行車道,擴建后路基金項目: 廣東省交通科技項目( 2008JK06) ; 亞熱帶建筑科學**家**點實驗室**助項目( 2010ZC15)基寬度為 41 m,雙向 8 車道,2009 年開始動工擴建.道路擴建采用兩側路基直接拼接加寬方式,加寬路堤下部的軟土地基采用水泥攪拌樁和素混凝土樁進行加固處理,加寬路堤填土底部和填土層上部分別鋪設一層土工格柵進行加筋,處治路基不均勻沉降.試驗模型基于廣三**速公路路基拼接設計方案,模擬的工程條件為: 路堤填土**度為 4. 8 m,路基土厚度為 4 m,路堤填土與路基土之間設厚度為0. 6 m 的砂墊層. 對稱分布的半幅路基頂面寬 12 m,包括一個寬 3. 75 m 的舊路車道和兩個寬 3. 75 m 的擴建車道,擴建車道外側為寬度 0. 75 m 的路肩,路堤邊坡坡比為 1∶ 1. 5. 在擴建車道和路肩范圍內,于路堤**一層和**五層填土的底面分別鋪設土工格柵,進行拓寬路堤加筋處理.按照相似比 1 ∶ 10 制作模型試驗箱,如圖 1 所示,試驗箱的凈空尺寸為長 ? 寬 ? ** = 1. 92 m ?1 m ? 1 m,試驗箱框架采用槽鋼焊接而成,在槽鋼制成的鋼架里面安裝可拆卸的鋼板,鋼板厚 5 mm. 在試驗箱的一側設有透明有機玻璃板,作為試驗過程中的觀測窗.

            Fig. 1 Arrangement of test model ( unit: mm)模擬公路拓寬填土路堤下部軟土地基引起的路部,試驗過程中,間斷的將木板抽出,模擬新拓寬路基的沉降. 綜合考慮文中模型試驗研究的工程背景和研究目的,設計采用在新擴建加筋路堤下部預埋一定厚度的**密度復合木板,一端外露試驗箱,試驗時通過拉力裝置將木板抽出,模擬新老路基之間的差異沉降. 模型試驗路堤填土按照每層厚度為 4 cm,壓實度 90% 的控制原則分區進行人工夯實填筑,當填土至鋪設土工格柵層位時,將土工格柵展平,用 U型鋼釘固定到舊路基臺階面上,然后再填筑上覆路堤土.分別對新填路堤中不鋪設土工格柵時新舊路基發生 0、30 mm 差異沉降及在**一層和**五層填土底面分別鋪設 1 層土工格柵后新舊路基發生 0、20、30、50 mm 差異沉降共 6 種工況進行試驗,模擬工況如表 1 所示.

             表 1 模擬試驗工況

             

            1 模擬試驗工況

             

            Table 1 Simulating test cases

             

            工況

            土工格柵  差異沉降



            工況

            土工格柵        差異沉降

            層數 N




            層數 N



            S /mm




            S /mm









            A1

            0

            0



            C2

            2

            20

            A2

            0

            30



            C3

            2

            30

            C1

            2

            0



            C4

            2

            50

             

            實際工程中,填土路堤頂面受到路面結構層的**力和汽車荷載的作用,試驗中采用平板荷載試驗方法模擬路堤頂面荷載作用. 根據平板荷載試驗要求 承載板的平面尺寸不應大于模型平面尺寸的1/3,因此,設計尺寸為 60cm ×30cm ×2. 5cm( 長 × 寬 × 厚) 的鋼板作為承載板,采用液壓千斤頂裝置分級加載,測試荷載作用下土工格柵加筋效應. 試驗時每級加載大小為 12. 6 kN,**多可以施加 10 級荷載,每級加載完成后,隔 15 min 測讀一次沉降數據,在此時間間隔內如果加載板沉降量小于 0. 025 mm,則視為沉降穩定,可以施加下一級荷載,加載過程中出現下列情況之一時即終止加載: ( 1) 加載板周邊土出現明顯側向擠出現象,周邊土出現明顯隆起或徑向裂縫持續發展; ( 2) 本級荷載的沉降量大于前一級荷載沉降量的 5 倍,荷載 - 沉降曲線出現明顯陡降; ( 3) 在某級荷載下,24 h 沉降速率不能達到相對穩定標準,還在繼續近似等速或加速發展.


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