蜂窝约束格室控制系统 蜂窝格室技术原理 其基本原理的关键是“三维限制”,将变形集中在三维的空间内,由于蜂窝柔性结构特点可以承受外在荷载及所引起的变形。 这是由于当荷载作用在地基表面的时候,依据泰勒和普朗特尔理论可以得到:在集中荷载作用下,地基的主动区受压后下沉,同时将作用向两侧进行分解并传递给过渡区,然后再传给被动区,因此,被动区就很容易在力的作用下发生形变进而隆起。 在集中载荷的作用下,主动区受力后仍然会将所受到的外力传递给过渡区, 但是由于格室侧壁的限制和临近格室之间的反作用力、格室壁与填料之间的摩擦力形成的横向阻力,从而抑制了被动区和过渡区横向移动,结果是使路基承载能力得到了提高。经过检测和试验,在格室相互之间的限制作用下,中密砂的粘聚力可增加30多倍。这也说明,通过增加路基材料整体的抗剪力或抑制主动区、过渡区和被动区三个区域的移动可以有效提高地基承载力,这就是蜂巢格室的基本原理。 蜂窝格室的特点 蜂巢格室材料具有良好的力学性能。蜂巢格室具有很高的耐热老化性能,在经过热氧化试验之后,在70℃条件下其拉伸屈服强度可下降30%,使得其使用寿命可达50年以上,适合于不同填筑材料。具体特点如下: (1)良好的力学性能,具有较高的承载能力和良好的动力学性能,抗冲蚀能力强,在较高的侧向限制作用下,可以使得整个结构防滑、防变形,从而有效地提高路基承载能力以及分散荷载作用的能力。 (2)柔性结构,可适应地形的轻微起伏,可适应一定的不均匀沉降,限度地保留自然形态的地形,结构安全性好,且工程痕迹少; (3)节能环保:可就地取材,使用当地材料或者低成本的材料作为格室填料,很少使用混凝土,从而可大幅度降低材料费用以及可能的运输费用,进而降低成本; (4)生态美观:填充合适的填料,可种植不同的植物,外形美观,景观性好; (5)用工量少,不需要特别的机械设备,施工中连接简单易行,施工工艺简单,工程效率高,且可以反复使用; (6)耐久性好:其材质较轻,具有良好的耐磨性,化学性质较为稳定,耐老化性、耐酸碱腐蚀性能良好,可保证其使用的长期耐久性。 (7)蜂巢格室的高度、长度、宽度、焊炬都可以根据项目的实际需要进行调整。 3 蜂巢格室技术的应用领域 蜂巢格室旨在解决坡面表土稳定与保护、陡坡土体稳固、硬质驳岸生态修复等问题,在公路生态挡墙、河道硬质驳岸修复、各类土质的地基稳固、高陡边坡防护等方面。 (1)用于承载重力的生态挡墙 根据尺寸要求,可以从下到上形成一层坚固的外墙壁面,可以与回填土牢固的结合在一起,形成一个完整统一的结构体。在遇到传统的一些重力结构无法使用的情况下,格室的填方可采用就地取材,从而大大降低了工程成本。 (2)河道硬质驳岸修复、河道河岸综合治理 三面立体方格可以加强填方的强度,有效防止水土流失,增加其载重能力,从而可以减少河道治理的施工成本。 (3)各类土质路基稳固 其中包括处理半填半路基、风沙地区路基、台背路基填土加筋、多年冻土地区路基、黄土湿陷路基处理、盐渍土、膨胀土路基稳固。 在地面自然坡度徒于1:5的斜坡上修筑路堤时,利用蜂巢格室本身的立面侧限可实现加筋效应,可更好的解决路面地基不均匀沉陷的问题。其中,风沙地区的路基应以低路堤为主,采用蜂巢格室系统,可对松散填料起到侧向限制作用,在有限的高度范围内有效**路基具有较高的刚度与强度,从而可以承受各种车辆的压力荷载应力。而对于在常年冻土区的修筑填方路基,蜂巢格室特有的立面加筋效应和有效的落实的整体侧限性。 (4)高陡边坡及堤坝的防护 蜂窝格室在用于坡面防护的时候,铺开的格室系统,可在边坡外围形成一层层的“挡墙”,从而可显著减缓水流的径流速度,避免较快的形成坡面径流,从而保护坡面的抗侵蚀性和稳定性。