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蜂巢約束系統當今較先進的土體穩定技術,解決土體穩定難題 用高分子材料經超聲波焊接而成的蜂巢式三維網狀物,在其格室內填充泥土、沙石或混凝土等材料構成 具有強大側向限制和剛度的結構。蜂巢約束系統是基于蜂窩約束技術和高分子材料技術,應對土壤穩定與強化難題的生態、 經濟的革命性材料。通過系統中相互連接的巢室所形成的高強度三維網格來約束和穩定土體,蜂巢約束系統 顯著提高了土體性能。蜂巢約束系統(蜂巢格室)的靈感來自于昆蟲界蜜蜂的蜂巢。外文描述道:“外觀像蜜蜂居住的蜂巢,能很大程度上,明顯增加土體的整體性連貫性及坡面路面的穩定性。”它的主要特點就是從平面和垂直高度上進行三維的限制土體。目前護坡工程應的土工材料當屬蜂巢格室,此蜂巢非蜂巢,他是根據普通土工格室研究出更直接更有效的一種新型的蜂巢格室。我國從九十年代初開始進行研究,在吸收國外經驗的基礎上,開始了對蜂巢格室的開發及研究工作,并在固定松散介質、道路基床防治等方面取得了重大突破。蜂巢格室是一種新型的高強度土工合成材料,是采用高分子納米復合材料經超聲波針式焊接而成的一種三維立體網狀格室結構。
1 蜂巢格室技術原理
其基本原理的關鍵是“三維限制”,將變形集中在三維的空間內,由于蜂格的柔性結構特點可以承受外在荷載及所引起的變形。
這是由于當荷載作用在地基表面的時候,依據泰勒和普朗特爾理論可以得到:在集中荷載作用下,地基的主動區受壓后下沉,同時將作用向兩側進行分解并傳遞給過渡區,然后再傳給被動區,因此,被動區就很容易在力的作用下發生形變進而隆起。
在集中載荷的作用下,主動區受力后仍然會將所受到的外力傳遞給過渡區,但是由于格室側壁的限制和臨近格室之間的反作用力、格室壁與填料之間的摩擦力形成的橫向阻力,從而抑制了被動區和過渡區橫向移動,結果是使路基承載能力得到了提高。經過檢測和試驗,在格室相互之間的限制作用下,中密砂的粘聚力可增加30多倍。這也說明,通過增加路基材料整體的抗剪力或抑制主動區、過渡區和被動區三個區域的移動可以有效提高地基承載力,這就是蜂巢格室的基本原理。
2 蜂巢格室的特點
蜂巢格室材料具有良好的力學性能。蜂巢格室具有很高的耐熱老化性能,在經過熱氧化試驗之后,在70℃條件下其拉伸屈服強度可下降30%,使得其使用壽命可達50年以上,適合于不同填筑材料。具體特點如下:
(1)良好的力學性能,具有較高的承載能力和良好的動力學性能,抗沖蝕能力強,在較高的側向限制作用下,可以使得整個結構防滑、防變形,從而有效地提高路基承載能力以及分散荷載作用的能力。
(2)柔性結構,可適應地形的輕微起伏,可適應一定的不均勻沉降,限度地保留自然形態的地形,結構性好,且工程痕跡少;
(3)節能環保:可就地取材,使用當地材料或者低成本的材料作為格室填料,很少使用混凝土,從而可大幅度降低材料費用以及可能的運輸費用,進而降低成本;
(4)生態美觀:填充合適的填料,可種植不同的植物,外形美觀,景觀性好;
(5)用工量少,不需要特別的機械設備,施工中連接簡單易行,施工工藝簡單,工程效率高,且可以反復使用;
(6)耐久性好:其材質較輕,具有良好的耐磨性,化學性質較為穩定,耐老化性、耐酸堿腐蝕性能良好,可其使用的耐久性。
(7)蜂巢格室的高度、長度、寬度、焊炬都可以根據項目的實際需要進行調整。
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