一種具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵，包括主受力部分和次受力部分，所述主受力部分包括內(nèi)部加筋材料和外部加筋材料，所述內(nèi)部加筋材料采用截面為圓形的鋼絞線，外部加筋材料采用聚丙烯或者聚氯乙烯復合材料做成的圓管；在內(nèi)部加筋材料和外部加筋材料的中間填充石墨充當潤滑劑；次受力部分采用土工格柵的形式，將主受力部分聯(lián)系在一起，協(xié)調(diào)筋帶之間土體的變形。本發(fā)明可以在抗拉承載力不變的情況下增加加筋材料截面的彎曲變形能力，使其受力更加合理、性能更加的可靠，尤其具有一定的抗折性能。
【專利說明】一種具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無粘結(jié)預應力加筋材料，特別涉及一種具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵，屬于加筋材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在土工加固【技術(shù)領(lǐng)域】，無粘結(jié)預應力加筋土技術(shù)是一種高效的土工加固技術(shù)。該技術(shù)采用主動約束和被動約束相結(jié)合的方式加固填土,其主動約束是通過對加筋材料施加一定的預應力從而使側(cè)面的擋板對填土產(chǎn)生一定的約束力，增加填方的穩(wěn)定性及減少填方的豎向沉降；被動約束是利用加筋材料的外部材料與填土復合形成一個整體，約束填土的變形，最終達到減少填土豎向變形，增加填土整體穩(wěn)定性目的。
[0003]在這項技術(shù)中，加筋材料是這項技術(shù)實施的關(guān)鍵，這種加筋材料由主受力部分和次受力部分組成，主受力部分的內(nèi)部加筋材料采用高彈模筋材，外部加筋材料為傳統(tǒng)的土工格柵材料。為了使內(nèi)、外部材料之間可以相互滑動，內(nèi)、外部材料之間應盡可能的減少摩擦。摩擦力減少的程度直接影響著無粘結(jié)預應力加筋土技術(shù)的發(fā)揮。而目前的無粘結(jié)預應力加筋材料在減少摩擦力方面的主要措施有:在內(nèi)、外部加筋材料之間填充潤滑劑以及改變內(nèi)部加筋材料表面的形式的措施。
[0004]現(xiàn)有本 申請人:于2012年申請的中國發(fā)明專利申請《無粘結(jié)預應力加筋材料》(申請公布號CN102877468A)就是從這方面著手設計。實際應用中發(fā)現(xiàn)這種加筋材料并不理想。例如，當填料中有堅硬的石塊時，在壓實填料的過程中，在加筋材料位置處的石塊非常容易使加筋材料發(fā)生彎折，當內(nèi)部的加筋材料是碳纖維板材時還很容易折斷；當內(nèi)部加筋材料發(fā)生彎折后就大大阻礙了內(nèi)、外加筋材料之間的滑動，如圖1、圖2分別從不同角度體現(xiàn)破壞模式。而且，現(xiàn)有無粘結(jié)預應力加筋材料主受力部分的外部加筋材料截面形式不合理以至于在同等填料作用下傳遞給高彈模筋材的壓力較大，受力形式如圖3、圖4所示。內(nèi)部加筋材料在工作中所發(fā)揮的作用是承受拉力，承受相同的拉力截面面積是相同的?，F(xiàn)有的這種加筋材料的內(nèi)部筋材采用板狀材料,在相同截面積時內(nèi)外部加筋材料之間的接觸面積會增大，會增加它們之間的摩擦。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的對其主受力部分進行改進，使其受力更加合理、性能更加的可靠，尤其具有一定的抗折性能。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:一種具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵，包括主受力部分和次受力部分，所述主受力部分包括內(nèi)部加筋材料和外部加筋材料，所述內(nèi)部加筋材料采用截面為圓形的鋼絞線，外部加筋材料采用聚丙烯或者聚氯乙烯復合材料做成的圓管；在內(nèi)部加筋材料和外部加筋材料的中間填充石墨充當潤滑劑；次受力部分采用土工格柵的形式，將主受力部分聯(lián)系在一起，協(xié)調(diào)筋帶之間土體的變形。
[0007]進一步的，所述次受力部分為凹凸不平形狀，接近連接主受力部分處凸起，中間部分內(nèi)凹；所述凸起處沿外部加筋材料圓形截面平滑過渡。
[0008]進一步的，所述鋼絞線為光面鋼絞線，數(shù)量不少于7根。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0010]1.主受力部分內(nèi)部加筋材料做成圓形截面，在截面積相同的情況下比面積最小，因而可以進一步減少張拉過程中的摩擦力。主受力部分內(nèi)部加筋材料采用鋼絞線可以保證在抗拉承載力不變的情況下增加截面的彎曲變形能力，具有一定的抗折性能。主受力部分外部加筋材料采用圓管形狀可以在一定程度上將受到的力分散到次受力部分，減少填料對主受力部分的作用力。
[0011 ] 2.現(xiàn)有技術(shù)一般采用潤滑油等液體潤滑劑,本發(fā)明主受力部分的內(nèi)部加筋材料和外部加筋材料之間采用石墨，屬于固體潤滑劑范疇，石墨具有如下優(yōu)點:
[0012](I)石墨不必像液體潤滑劑那樣需要嚴格密封防止泄露。
[0013](2)由于土體中存在一定水分，土工格珊位于土體中難免會受到潮濕環(huán)境的侵襲，石墨當吸收一定的潮濕氣(約2% -13% )時，摩擦系數(shù)就顯著降低(約為0.15-0.20)，可以進一步減少摩擦，不僅可以使張拉過程更加的輕便，而且可以避免張拉過程中帶動土體向兩側(cè)移動，這是潤滑油不具有的性質(zhì)。
[0014](3)同時石墨化學性質(zhì)穩(wěn)定，石墨在常溫下有很好的化學穩(wěn)定性，能夠耐酸、耐堿和耐有機溶劑的腐蝕，而潤滑油則容易受復雜環(huán)境的影響。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有加筋材料可能破壞模式示意圖；
[0016]圖2為現(xiàn)有加筋材料可能破壞模式另一側(cè)截面示意圖；
[0017]圖3為現(xiàn)有加筋材料受力部分受力截面示意圖；
[0018]圖4為現(xiàn)有加筋材料主受力部分受力截面示意圖；
[0019]圖5為加筋材料與土體作用示意圖；
[0020]圖6是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖7是圖6的A-A剖視圖；
[0022]圖8是圖6的B-B剖視圖；
[0023]圖9是本發(fā)明加筋材料受力部分受力截面示意圖；
[0024]圖10是本發(fā)明加筋材料主受力部分受力截面示意圖。
[0025]圖中附圖標記1-主受力部分，2-次受力部分，3-內(nèi)部加筋材料，4-外部加筋材料，5- 土體,6-擋板,7-錨固螺栓，8-加筋材料，9-石塊。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖介紹實施方式，但本發(fā)明的保護范圍不限于本具體實施方案。
[0027]圖5-圖10為本發(fā)明的具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵，包括主受力部分I和次受力部分2。主受力部分I包括內(nèi)部加筋材料3和外部加筋材料4，在外部加筋材料4和內(nèi)部加筋材料3之間填充有石墨。次受力部分2采用土工格柵的形式，采用與主受力部分I外部加筋材料3相同的材料。
[0028]所述主受力部分I的外部加筋材料4為圓管形，可以將受到的作用力有效的分散到次受力部分2 ;所述主受力部分I的內(nèi)部加筋材料3為圓形截面的鋼絞線，一方面可以保證在截面積相同的情況下比面積最小，減少張拉過程中受到的摩擦力，另一方面可以保證在抗拉承載力不變的情況下增加截面的彎曲變形能力，發(fā)揮抗折能力。
[0029]如圖9所示，所述次受力部分為凹凸不平形狀，接近連接主受力部分處凸起，中間部分內(nèi)凹；所述凸起處沿外部加筋材料圓形截面平滑過渡，分散受力的同時，還能夠更好的約束填料，改善加固效果。
[0030]本發(fā)明可以應用在路堤和邊坡填土中，其與土體作用方式如圖5所示，通過張拉設備而施加預應力，當達到期望的預拉應力后利用擋板6和錨固螺栓7對其進行錨固。
[0031]本發(fā)明具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵與土作用機理:具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵與土體緊密相連。在筋一土界面形成嵌鎖結(jié)構(gòu)，土工格柵本身具有較高的抗變形性能，且遠大于土體的抗變形能力，土工格柵以抗拉構(gòu)件形式彌補了土體抗拉性能的不足。具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵通過施加的預應力對土體產(chǎn)生一定的約束力，抑制了土體水平和豎向的變形。具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵的主受力部分的內(nèi)部加筋材料采用鋼絞線具有較大的彎曲變形能力，當發(fā)生彎折的時候依然能夠?qū)ζ溥M行有效的張拉，不影響對土體進行加固。
[0032]綜上所述的本發(fā)明具體實施例僅為本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，并非用于限定本發(fā)明保護范圍的限制。因此，任何在本發(fā)明的技術(shù)特征之內(nèi)所作的改變、修飾、替代、組合或簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵，包括主受力部分和次受力部分，所述主受力部分包括內(nèi)部加筋材料和外部加筋材料，其特征在于，所述內(nèi)部加筋材料采用截面為圓形的鋼絞線，外部加筋材料采用聚丙烯或者聚氯乙烯復合材料做成的圓管；在內(nèi)部加筋材料和外部加筋材料的中間填充石墨充當潤滑劑；次受力部分采用土工格柵的形式，將主受力部分聯(lián)系在一起，協(xié)調(diào)筋帶之間土體的變形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵，其特征在于，所述次受力部分為凹凸不平形狀，接近連接主受力部分處凸起，中間部分內(nèi)凹；所述凸起處沿外部加筋材料圓形截面平滑過渡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有抗折性能的無粘結(jié)預應力土工格柵，其特征在于，所述鋼絞線為光面鋼絞線，數(shù)量不少于7根。
【文檔編號】E02D3/00GK104005396SQ201410282599
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】周芬, 郭奧飛, 杜運興 申請人:湖南大學