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土工格室是由強化的HDPE片材料,經(jīng)高強力焊接而形成的一種三維網(wǎng)狀格室結構。一般經(jīng)超聲波針式焊接而成。因工程需要,有的在膜片上進行打孔。
基本原理土工格室之所以具有卓越功效而受到工程界的關注,還應從其基本原理說起。國外文獻中在描述其原理時稱其為“一種蜂窩狀三維限制系統(tǒng),可以在很大范圍內顯著提高普通填充材料在承載和蟲蝕控制應用中的性能?!彼年P鍵原理就是三維限制。大家都知道,當汽車行駛在沙漠上時,就會壓出兩道深深的轍印,被壓部分深深下陷,車轍兩側會高高隆起。后面的車輛如果繼續(xù)沿著車轍前進,沉陷部分會進一步下沉、隆起部分會進一步隆起,直到隆起部分蹭到了車底盤、沉陷的車轍埋沒了大半個輪子,進而無法前進。之所以如此,就是因為當外荷作用于地基表面時,依據(jù)普朗特爾理論和泰勒理論可知:在集中荷載的作用下,主動區(qū)1受壓下沉,并將力向兩側分解傳遞給過渡區(qū)2,過度區(qū)2又傳給被動區(qū)3,被動區(qū)就會毫無限制地發(fā)生形變而隆起。
使用蜂巢土工格室就可以就地或就近取材,甚至可以使用在常規(guī)情況下不能使用的材料,從而大幅度減少材料購置費用和運輸費用。為什么會這樣呢?蜂巢格室承載情況示意:在集中載荷作用下,受力的主動區(qū)1依然會把所受的力傳遞給過渡區(qū)2,但由于格室壁的側向限制和相鄰格室的反作用力,以及填料與格室壁的摩擦力所形成橫向阻力,抑制了過渡區(qū)2和被動區(qū)3的橫向移動傾向,從而使路基的承載能力得以提高。經(jīng)過試驗,在格室的限制作用下,中密砂的表觀粘聚力可以增加三十幾倍。很顯然,如果能增加路基材料的抗剪力或抑制三個區(qū)域移動就可以取得提高地基承載力的效果,這就是蜂巢格室的限制原理。蜂巢格室作為一種新型的合成材料,在八十年代末九十年代初,歐美等 就開始了大量的研發(fā)工作,并經(jīng)試驗和現(xiàn)場應用證明在提高一般填土承受動荷以及路基防護方面均有很大的功效。我國在九十年代初在吸收國外先進經(jīng)驗的基礎上,開始了蜂巢格室的開發(fā)研究工作,并在道路基床病害整治,固定松散介質的應用方面取得了重大突破。隨著人們對蜂巢格室特性的進一步了解,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其具有其它土工材料(土工布、土工膜、土工格柵、土工模袋、土工網(wǎng)等)不可替代的優(yōu)勢,使其在諸多領域有著獨特的應用前景。
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