重庆交通大学 400074
摘要:已取得发明专利：使用湿陷性黄土将土工防渗膜灰土垫层复合地基进行创建。对土工防渗膜与灰土垫层之间的作用机制和效应、及与黄土体的相互作用机理及效应进行模拟探讨，将阻止复合地基的侧向变形的土工防渗膜、让地基增强自稳能力并与地基协调变形的规律进行展示。而土工防渗膜对地基力起防渗隔水作用，对其的变形未产生较大影响。
关键词:土工防渗膜；湿陷性黄土；承载变形特性；地基处理
在20世纪60年代中期，我国开始使用土工防渗膜[1]。因对其逐渐加深了解了功能特性和在工程实践中的优异效果，它的使用领域被扩大化，包含了铁路、高速公路、飞机场、电厂、井灌、民用建筑等土建行业[2-5]。虽然它的适用领域扩大了，但是对其应用在我国的西部黄土地区的效用仍缺乏系统研究。本文将对在土工防渗膜与灰土垫层之间的作用机制和效应、及与黄土体的相互作用机理及效应进行模拟探讨。旨在为类似处理应用中提供技术和理论参考[6-7]。
一、分析复合地基机理作用
灰土垫层和地基土体的自稳能力可以由土工防渗膜与灰土垫层和地基土体产生的摩擦作用进行增大，因其可以能一定程度内对灰土垫层和地基土体的侧向位移进行阻止。上部灰土垫层在基础荷载作用下会产生沉降变形，并且土工防渗膜也会因此产生协调变形。因土工防渗膜对地基内应力的均化将相邻的土体之间的侧向变形进行阻止，减轻了地基的差异沉降，对柱基与柱间土体共同承担上部荷载是由帮助的。拉膜效应指的是：膜体内部随着土工防渗膜的变形，形成了一定的抵抗拉伸变形并可以让其恢复原来形状的拉力，它可以承担一部分竖直向荷载。
存在于灰土垫层和地基土体与柔性土工防渗膜的变形模量之间的差异性，是灰土垫层和地基土体的抗拉、抗剪强度减弱，但柔性土工防渗膜的变形能力大是因其本身拥有较强的抗拉强度。所以相互错动的趋势存在于灰土垫层、地基土体与土工防渗膜共同受力的变形过程中。这种错动趋势被摩擦阻力所抵抗，被迫让土工防渗膜承担了较大的拉力的同时限制了土体的侧向变形。
1.1摩擦作用
地基受到竖向荷载作用造成的侧向土压力与地基浅表层的侧向灰土垫层成正比，也就是说竖向的荷载增大，所产生的竖向沉降量也随之增大，造成水平侧向挤出量也同时增大。在将土工防渗膜的地基进行设置的过程中，经过存在于它与灰土垫层、地基土体接触面之间的摩擦作用，而地基浅表层土体的侧向挤出变形会被这种摩擦作用约束，并且会有一个附加拉应力产生在相应的土工防渗膜等柔性土工材料中。
1.2准黏聚力作用
各向异性复合地基是由土工防渗膜与灰土垫层和地基土体进行结合而构成的。有着一定程度的抗拉强度的柔性土工合成材料就是土工防渗膜，将土工防渗膜进行设置对土体刚度的改善是有利的。侧向挤出变形可以发生在一般的土体在侧限单轴压力的作用下进行压密的情况下。如若想将其土体的侧向变形进行减弱，可以使用土工防渗膜与土体之间的减弱或平衡的摩擦力加注在土体之间的侧向压力之上，也就是说在土体中加注了一个抵消或者减弱土体侧压力的反力，减小土体侧向变形[4，8]。如果起着防渗阻水作用，却对土体的则像变形不明显的话，表示土工防渗膜埋深比较大，在它之上的垫层厚度也比较大。但此作用可以对地基土体进行保护，避免发生地基湿陷。
二、复合地基作用效应分析
灰土垫层和地基原状黄土体在荷载作用下会形成四周性的挤出变形。荷载与侧向挤出变形呈正比关系，荷载增加则侧向挤出变形也增加。而增大土工防渗膜的剪应力，能够让土工防渗膜的抗力作用进行发挥，但比作用将土体的侧向挤出变形进行弱化。详见表1。
表 1 各荷载作用下土工防渗膜最大沉降量和最大剪应力
三、结论
使用湿陷性黄土将土工防渗膜灰土垫层复合地基进行创建。对土工防渗膜与灰土垫层之间的作用机制和效应、及与黄土体的相互作用机理及效应进行模拟探讨，将阻止复合地基的侧向变形的土工防渗膜、让地基增强自稳能力并与地基协调变形的规律进行展示的研究结论：①要想约束复合地基的侧向变形，可以使用土工防渗膜与上部灰土垫层、下部原状湿陷性黄土体之间的摩擦作用，并且它还能将复合地基的自稳能力进行提升，补充缺乏抗拉强度的灰土垫层和地基土体；②土工防渗膜在基础荷载作用下，可以随着上部灰土垫层和下部地基土体的协调进行变形；③基础施加荷载与土工防渗膜的变形量与剪应力呈正比关系；④协调变形性良好，对地基力及变形的作用较小；⑤有防渗阻水作用，对土体的则像变形不明显，但此可以对地基土体进行保护，避免发生地基湿陷。
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论文作者:隆强
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/12
标签：地基论文; 土工论文; 灰土论文; 防渗膜论文; 荷载论文; 作用论文; 黄土论文; 《防护工程》2019年9期论文;