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1、土工格栅加筋土高边坡现场试验研究匡柯柯(石家庄铁道学院 土木分院，河北 石家庄 050043)摘要：以云南楚雄变电站高填方加筋土边坡工程为依托, 选取其中一个试验断面, 通过现场原位试验,进行了包括加筋土边坡侧向位移、土工格栅应变等内容的现场试验，研究发现：土工格栅拉筋在施工期应变变形较大，工后应变非常小，同层土工格栅拉筋应变随填土高度增加迅速增加，拉筋最大应变出现的位置都离边坡较远，上覆载荷(填土)相同但不同测试断面的拉筋应变分布有所不同；加筋边坡侧向变形量小，并且随深度递减，变形速率也呈递减趋势，同时还存在变形的回缩现象。试验显示了加筋路堤的真实工作状态,结果可为土工格栅加筋结构的后续研究
2、和工程实践提供参考关键词：侧向位移；应变；现场试验。中图分类号: TU432 文献标志码: AH. Vidal、F. Schlosser、A. Mc. Gwon 以及Yang. Zen 等1-2就加筋材料何以能提高土的性能进行了一系列试验，提出了假设解释并阐述了加筋土性能的原因。此后， 法国工程师亨利 维达尔（Henri Vidal）提出了现代加筋土设计理论3-4。根据HVidal 的设计理论，法国于1965 年在普拉聂尔斯（Prageres）成功修建了一座公路加筋土挡土墙，该项工程立刻引起了世界工程界的浓厚兴趣，并得到很高评价，我国也于1979 年在云南田坝矿区建成第一座加筋土挡墙储煤仓5。
3、土工格栅作为土工合成材料的一种，与其他土工合成材料相比，具有独特的性能和功效6，加之加筋土挡墙美观、造价低、施工简便和速度快7等特点，土工格栅加筋土挡墙广泛应用于各种土木工程中。由于作用机制的复杂性及土工格栅的特殊工程特性，笔者结合工程实际进行了某高速公路土工格栅加筋土挡墙现场试验，对土工格栅拉筋变形及土工格栅加筋土边坡侧向位移进行了探讨与分析。Research on high fill geogrid reinforced soil slope by field testThe field test of high fill reinforced soil slope in Chuxiong
4、 Substation of Yunnan is done on one test section .including the measurement of the lateral displacement of reinforced soil slopes, geogrids strain field test, etc., the study found: geogrids reinforcement strain largen during the construction period, and weaken after construction, strain on the sam
5、e geogrids layers increase after the rapid increase in fill height, the maximum strain occurs far away from the slope. But the distribution of strain under the same overlying load (fill) differ ;the deformation of reinforced slope is small, and decrease by depth, the deformation rate also present a
6、decreasing trend, while there are still deformed retraction phenomenon. Reinforced embankment test shows the real working condition, results of geogrid reinforced structure can provide reference for follow-up research and engineering practice 1 试验方案楚雄换流站工程场地位于云南楚雄市禄丰县和平乡境内, 距县城东北约20km。为中低山丘陵地貌, 受风化剥
7、蚀作用形成宽缓的山丘相间地形, 斜坡为旱地和林木。场地地面标高为1 7871 844 m,最大高差达57m, 东、西侧自然坡度为820, 北侧自然坡度为2035。总的地势为北东高、南西低。土工格栅加筋土边坡采取分台阶施工, 土工格栅拉筋垂直间距为0. 5 m, 其长度视边坡回填宽度取为1238 m。根据试验目的和要求, 反映高填方加筋土边坡的稳定性, 并结合施工进度, 选取具有代表性的断面进行试验: 断面一里程为K0+240，边坡高度27.7m，为四级加筋土边坡。土工格栅竖向间距0.5m，在选定的试验断面上埋设测试元件, 并进行如下项目观测:（1）加筋材料应变采用JML-6100AR智能柔性位
8、移传感器，放置位置见图1.1，在铺设土工格栅前，在柔性位移计布设位置开槽以便埋设导线。土工格栅铺设完成后，用电烙铁在传感器布设位置上焊孔，并用螺杆将柔性位移计固定在格栅网架上。埋设工作完成后，要用综合读数仪测取柔性位移计初始读数，将相对值清零（2）侧向位移测量采用测斜仪，在侧斜管埋设的位置上用钻机钻孔，将侧斜管垂直放入，管与管之间用连接环接好。安装完毕后应将最上层的管口封住，以防杂物进入管中影响测试工作。图1.1 K0+240断面测试元件埋设布置图2.加筋材料应变规律测试工作从施工之初开始，施工过程回填一层土，读取土压力盒数据一次，施工完成后又进行了两次测试。根据测试结果绘制K0+240断面不
9、同层位拉筋各测点应变随填土高度的变化曲线图1.2：图5.20 k0+240断面不同层位拉筋各测点应变随填土厚度的变化曲线图分析图5.19和图5.20，可以得出以下结论：(1)施工期间，各测试断面各层土工格栅拉筋应变实测值的最大值均不大于1%，且大部分的最大值小于0.5%。拉筋应变实测值均远小于土工格栅质控应变值10%，说明拉筋实际受力小于设计值(小于土工格栅抗拉强度值)，土工格栅处在低拉力下其蠕变变形会很小。因此，该实例工程中可以不考虑加筋土挡墙土工格栅拉筋的蠕变变形。这说明按照目前的设计理论进行土工格栅加筋土边坡设计时，可以不考虑筋材的蠕变变形。(2)从图中可以看出，在加筋土边坡水平方向上每
10、层土工格栅的应变值都为正值，也就是说，在布置柔性位移计的试验点，土工格栅所受的均为拉应力。这就说明，施工质量较好，填土碾压的比较平整，土工格栅张拉的充分。如果填土碾压不平整，场地中铺设格栅的位置出现凹凸不平的现象，那么在进行下一层填土后，柔性位移计不是被拉伸而是被压缩，这样测出来的数据将是负值，所对应的应变量也将是负值。(3)在柔性位移计埋设完成后，进行第一次检测时，应变的增量非常大，一般占其总应变量的40%70%，这部分的应变不完全是是土体与土工格栅互相作用而产生的，施工的影响是其主要原因。在第一次检测时，由于填土刚经过碾压，没有完全固结，土工格栅上部土体的一定范围内填筑碾压，对拉筋应变的影
11、响较为显著，且影响程度具有很大的随机性。从第二次检测起，土工格栅的应变变化也趋于平缓，随着格栅上部填土厚度的增加，施工的影响逐渐消失。(4)施工期间，各测试断面各层拉筋应变沿筋长方向的分布规律各自大致保持不变。从应变图中还可以看出，同层拉筋各测点应变基本上随上覆填土厚度的增加而迅速增加，而后随填土厚度增加而有所增加且有减小的现象出现。也就是说拉筋应变主要发生在初始填土（载荷）期间，同时也说明多级加筋土边坡施工控制关键在土工格栅上部的第1、2层回填土的施工，严格控制施工质量对保证加筋结构的稳定性意义重大。(5)各层土工格栅拉筋应变沿筋长方向呈非线性分布，且呈现两个峰值，第一个峰值靠近边坡，第二个
12、峰值远离边坡。这主要是筋土间作用机理非常复杂，拉筋与填土间的摩阻力沿筋长呈非线性分布和填土压实度不一致的缘故。(6)分析每级加筋土边坡拉筋应变，发现每级加筋土边坡下部拉筋应变最大值出现在离边坡较近的位置，对应拉筋峰值是第一个峰值；上部应变最大值远离边坡，对应拉筋峰值为第二峰值。峰值是土体自重和填土对拉筋的摩阻力等共同作用的结果。应变双峰值现象类似于加筋土挡墙中的双峰值现象。拉筋最大应变出现的位置都离边坡较远，如果沿边坡高把这些最大值的位置连线，就可以得到潜在的滑裂面，而这种滑裂面比较平缓，边坡稳定性较强。这说明加筋土边坡的稳定性较土质边坡强。(7)上覆载荷(填土)相同但不同测试断面的拉筋应变分
13、布有所不同。这是加筋土间作用机理的复杂性所致，加筋土边坡地基性质、级数、台阶宽度不同，以及施工对应变影响的不确定性导致了不同断面同载荷的拉筋应变分布规律不同。(8)从应变随时间变化的关系曲线可以看出，部分格栅应变在经历了一段时间的稳定之后，出现突然减小的情况，并且减小的幅度较大，速度也比较快，而后又逐渐增加，达到原来的水平后慢慢稳定。这是由于该层土工格栅施工时出现了降雨现象，雨水的渗入使得土工格栅和土体之间的摩擦力减小，导致格栅回缩，从而使格栅的应变减小。降水过后填土的含水量逐渐减小，并随着上部填土的增加，格栅的应变逐渐恢复到原有水平。由此可知，填料的含水量对筋土摩擦效果的影响较大，施工过程中
14、应严格控制填料的含水量。如果填土的含水量较大，则应掺加一定量的碎石，必要时要进行翻晒。 (9)同样的填土厚度对格栅应变的影响程度略有不同，这是每层填土的压实度不完全相同所致。由此可知填料的压实度也是影响筋土摩擦效果的一个重要因素。(10) 从应变随时间变化的关系曲线可以看出，土工格栅应变在施工完成60天左右后就趋于稳定，应变几乎不再发生变化，且均不超过1%。这说明格栅没有发生破坏现象，很好的起到了限制土体侧移的作用。3加筋土边坡结构的侧移 K0+240断面图5.21 加筋土边坡侧向位移随上覆填土厚度的变化曲线图为了观测加筋土边坡结构的水平侧向位移，在K0+240两断面的最上面的台阶处垂直钻孔安
15、装了侧斜管，以便侧斜仪器在管中移动来采集数据。通过对侧移图形（图5.21）分析，得出如下结论：(1) 侧向变形量小。从图中可以看出，KK0+240断面自管口以下20m深度范围内，侧向变形不超过7.5cm。这说明土工格栅拉筋约束了边坡的侧移。(2) 侧向位移随深度呈递减趋势，变形速率也呈递减趋势，深部的侧向变形明显比浅部的变形小的多。这是由于，侧斜管是垂直打入到边坡中的，越往下测试点离坡面越远，由此可知加筋土边坡的侧向位移是越靠近坡面越大。 (3)第一次填土期间，加筋土边坡的侧向变形速率较大，当上部填土高度达到2m时侧向位移达到最大。而后随着上部填土高度的增加，侧向变形逐渐减小。这就说明施工过程
16、对侧向位移的影响较大。(5)具有变形的回缩现象。在填土加载后，加筋土边坡的侧向变形发展到一定程度后，出现减小的趋势，即发生回缩现象。从图中可知，竣工后两个断面的侧向位移均小于2cm，比之前施工过程中的侧向变形小。4小 结(1)施工期间，各测试断面各层土工格栅拉筋应变实测值的最大值均不大于1%，且大部分的最大值小于0.5%。由于筋-土间作用机理非常复杂，拉筋与填土间的摩阻力沿筋长呈非线性分布和填土压实度不一致，各层土工格栅拉筋应变沿筋长方向呈非线性分布，且呈现两个峰值，第一个峰值靠近边坡，第二个峰值远离边坡。施工对土工格栅拉筋应变的影响明显，应严格控制填料的含水量和压实度；(2)侧向变形量小，随
17、深度呈递减趋势，变形速率也呈递减趋势，深部的侧向变形比浅部的变形小的多。第一次填土期间，加筋土边坡的侧向变形速率较大，而后随着上部填土高度的增加，侧向变形逐渐减小，在填土加载后，加筋土边坡的侧向变形发展到一定程度后，发生回缩现象；customer qualification preliminary examination of the material of the borrower for the loan person, determine whether you meet the loan conditions (standard specification for details of
18、 the conditions the fifth chapter 5.1 loans and borrower conditions). 3. agree loan person decides to accept, according to interviews . First, the jurisdiction of the head office, branches and risk management, operational management should be strengthened on the Bank personal loan monitoring, inspec
19、tion, management and guidance. Second, related personnel irregularities, according to qilu bank credits operational responsibility and accountability for implementation and the qilu bank employee violations of regulations dealing with regulations and other relevant rules of punishment and accountabi
20、lity. 9. According to file, and related system file 9.1 according to file a, and loan General II, and personal loan management provisional approach 9.2 related system file qilu Bank personal loan management approach 10. records table single records table single 1: personal loan customer talk record
21、records table single 2: personal borrowing applications records table single 3: personal loan income proved records table single 4: personal loan survey declared table records table single 5: authorized Attorney (sample) records table single 6: Personal most high borrowing support with application a
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