邹宇
中铁九局集团第二工程有限公司
摘要：铁路工程所应用的材料必须经过大量的研究，强度与硬度性能必须达到要求，否则铁路交通运输将会受到很大的影响。现如今，土工加筋技术已经被广泛的应用在铁路工程中，作为新型加筋材料，可以作为铁路的挡土墙，也可以用来处理铁路软路基等。本文主要从加筋土挡土墙与加筋土陡坡路堤、地基加固等方面对土工加筋技术在铁路工程中应用新进展进行了分析，仅供参考借鉴。
关键词：土工加筋技术；铁路工程；应用新进展
土工加筋技术的应用在铁路工程中，效果突出，但是这需要施工人员对土工加筋技术充分的了解，并且精确各种计算方法，保证各项参数数据精准。除此之外，由于土工加筋结构能够实现绿化，这对铁路周边的环境的改善也能够起到积极的作用。
一、加筋土挡土墙与加筋土陡坡路堤
1、破裂面
铁路工程中，时常会出现加筋土滑动的情况，而滑动之后，最容易产生破裂面，现如今，破裂面形式主要有三种，分别为圆弧形、直线、折线形。这其中需要说明的是折线形，只要是指填土顶部垂直向下之后再直接向墙角转折，通过大量的实践发现，填土顶部向下的部分，并不完全垂直，称之为斜线最为恰当。也有些研究者将破裂面看作是数曲线。
2、计算方法
现阶段，针对加筋土结构通常会选择应用有限元法，此种方法的计算结果十分精确，但是如果铁路工程的地基比较软弱或者加筋土体会出现明显的变形，经常应用的小变形有限元理论，未必能够精确的计算出受力情况，此时就需要应用大变形有限元方法。
3、加筋末端的锚固效果
铁路工程中如果加筋体出现了明显的滑动情况，筋材与填土会出现滑移，与极限受力状态十分接近。经过大量的实践发现，如果施工人员在加筋末端锚固，土体中就会形成附加土压力，这样筋材与填土就不会出现明显的滑移，以此确保界面约束作用可以正常的发挥，尤其是筋材与填土之间具有非常大的强度差异时，更能够发挥出筋材的强度优势。
4、加筋膨胀土
铁路工程施工过程中，时常会应用到加筋膨胀土，此种土最为填料，能够有效的保证铁路路基性能。膨胀土的这一优势，在模型试验中已经得到了充分验证，研究者经过大量的验证发现，使用膨胀土之后，理论结果与检测结果基本一致。
5、加筋陡坡以及绿化加筋技术
现阶段，铁路工程施工过程中，使用了新型的加筋陡坡技术，此种技术应用的比较先进的材料，主要是将砂、聚酯纤维有效的混合起来，变为一种十分均匀、性能优良的材料。正常情况下，纤维添加量达到砂的0.1-0.2%即可。此种材料之所以能够受到欢迎，主要是因为纤维具有抗滑动性，自身的粘聚力十分强，而砂也具有一定的摩擦力，可以进行内部排水通道使用。国外很多国家对此进行了研究发现，粘聚力应变性强，同时能够吸收非常高的能量，除此之外，复合材料几乎不会出现蠕变，长期使用之后，强度也不会因此发生任何的改变。另外，加筋陡坡处，可以种植植物，非常环保。
二、地基加固
1、预应力（预应变）加筋技术
根据室内土工织物加筋软基模型试验，提出了采用预应变加筋法加固软基的新途径，给出了预应变值ε0的估算公式，并指出容许相容应变计算法有时不符合工程实际。由于填土结构物下软基土工织物破坏时应变远低于其极限强度，软基加筋土工织物的理想受力机制是：织物在填土开始时就与填土及地基同步变形受力，拉力沿织物不应出现突变；填土不出现脆性破坏，筋材的强度与界面的强度应匹配等。试验表明，预应变加筋法可使筋材受力尽量接近理想受力机制。这项加固软基的技术在国外已有应用。
2、加筋复合地基
碎石桩在处理软土地基中，会遇到桩端破坏的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆应用土工加筋材料对碎石桩加固有两种方式：在充填碎石时分层铺设土工筋材；将碎石桩围裹起来。某学者将以往研究所得的加筋土强度分析结果及单根碎石桩承载力分析方法应用于平铺加筋碎石桩的极限承载力分析中，建立了平铺加筋碎石桩的分析计算模型，推求了其极限承载力和桩土应力比表达式。某学者运用极限平衡方法推导出土工格栅水平分层加固土体在拉力破坏和粘着破坏下的极限承载力和破裂角的理论公式。计算表明，对于土工格栅加固桩体，格栅层数的增加（间距缩小）、埋深的减小、桩体侧向约束力的加大，均有利于提高桩体的承载力。某学者列出了1993年长沙交通学院采用土工格网围裹碎石桩加固320国道极软土地基的方法。某些学者利用极限平衡方法对土工格网围裹碎石桩进行了分析：由于桩体侧向压力和轴向力沿桩长的非线性分布，导致桩体膨胀破坏，破裂面产生于距桩顶深度1～3倍桩径的部位；推导出土工格网围裹碎石桩承载力的计算公式。利用Biot固结理论，采用轴对称非线性有限元方法对土工格网碎石桩复合地基加固机理进行了分析，论证了这一方案的合理性。
3、条形基础下加筋地基
某学者在模型试验的基础上，对浅埋条形基础下加筋土地基的筋带内力大小及分布规律进行了探讨。基础采用长180 cm、宽25 cm、高50 cm的自制钢筋混凝土结构模拟条形基础；填料用级配不好的细砂；筋带为聚丙烯土工带，每根长290 cm，宽1.5 cm，厚0.1 cm；层间距12 cm，线密度比14.5%，每层选两根筋带，其上布置7个自制内力传感器。根据检测结果提出了筋带内力的计算方法，理论分析与实测结果基本吻合。某学者在室内模型试验基础上，研究了在软弱粘土地基与上覆砂土之间用土工格栅加固的加筋效果。模型中所用粘土的平均含水量为44.5%，湿容重17.4 kN/m3，饱水状态，不排水抗剪强度3.5kN/m2；所用砂土干容重17.14 kN/m3，压实度70%，内摩阻角40.3°；所用筋材为美国现用强度最低的土工格栅Tensar BX1000。试验槽为152 mm（宽）×915 mm（长）×915 mm（高），通过76.2 mm（宽）×152 mm（长）×13 mm（厚）的铝板施加荷载。选用填土高度与铝板宽度比为0，1/3，2/3，1，4/3，5/3，7/3，3，4；格栅宽度与铝板宽度比为10，8，6，5，4，3，2，0。试验结果表明，填高与条形荷载宽之比在4/3以下，土工格栅才发挥加筋作用，最佳值为2/3；土工格栅最佳宽度为条形荷载宽度的6倍。理论计算的地基极限承载力，与检测结果一致。条形荷载下加筋地基的极限承载力预测中牵涉到荷载影响区内筋材与相邻发生弯折的筋材相交角度。上述两种模型试验结果均表明，这一角度并不一定为90°。
三、结语
综上所述，可知虽然现今阶段，我国学者对土工加筋技术的研究已经十分深入，但是还有很多方面有待更进一步的研究。比如该技术应用之后，研究者需要进行长时间的检测，以便能够进一步的改善该技术工艺；我国有关部门应该制定统一的技术与施工规范；为了能够达到加固与绿化的双重作用，研究者还需要对绿化加筋技术进行更加深入的研究，以便能够提高土工加筋技术的社会效益。
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论文作者:邹宇
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/3/29
标签：土工论文; 碎石论文; 技术论文; 承载力论文; 地基论文; 格栅论文; 强度论文; 《基层建设》2015年23期供稿论文;