格宾网技术指标

格宾网技术指标（共7篇）

篇1：格宾网技术指标

格宾网箱

（1）供货前网箱生产厂家需提供:①热镀10%铝锌合金钢丝须提供国家级实验室——盐水喷雾实验（GB/T10125-1997）1000小时以上的实验报告。其中镀层的腐蚀量不得大于170g/㎡；②镀10%铝锌合金钢丝镀层重量、铝含量、均匀度检验报告；③镀10%铝锌合金钢丝原料厂的钢铁化学证明书；④产品的质量保证书。

（2）镀10%铝锌合金钢丝生产厂必须具备IOS14001的国际认证。

（3）网箱/网垫编织方法需满足YB/T4190-2009《工程用机编钢丝网及组合体》中相关要求：①GT825网箱网孔为8cm×11.5cm，网片网丝φ2.5mm；网片边丝φ3.15mm；②扎丝：丝径φ2.2mm；绑扎间距为200mm~250mm。

（4）网箱/网垫采用热镀10%铝锌合金钢丝镀层重量需达到以下要求：①钢丝直径（2.2mm），镀层重量（≥350g/㎡），镀层铝含量（≥10%）；②钢丝直径（2.5mm），镀层重量（≥450g/㎡），镀层铝含量（≥10%）；③钢丝直径（3.15mm），镀层重量（≥500g/㎡），镀层铝含量（≥10%）。

（5）热镀10%铝锌合金钢丝镀层的结合牢固性必须符合GB2976-88（金属线材缠绕实验方法）标准规定，钢丝在自身缠绕（即一倍缠绕）八圈以上后，对钢丝表面进行放大拍照（放大到12倍），镀层不得出现裂缝。

（6）对热镀10%铝锌合金钢丝镀层厚度均匀测量四点数值（上下左右），其中最厚处与最薄处的比值不得大于2，且钢丝镀层最薄处厚度不得小于以下数值：①钢丝直径（2.2mm），45μm（微米/单侧）；②钢丝直径（2.5mm），50μm（微米/单侧）；③钢丝直径（3.15mm），56μm（微米/单侧）。

（7）钢丝力学性能：钢丝的抗拉强度350Mpa~500Mpa，伸长率≥10%

（8）填充料必须采用坚固密实、耐风化好的石料。填充石料的粒径，网箱应控制8~25cm粒径达到80%以上，网垫应控制5~10cm粒径的达到90%以上。

篇2：格宾网技术指标

本地传统的河道治理方式采用浆砌石、干砌石护坡。导致河道自然净化水质的功能丧失，人为破坏自然景观，造成水土不能交换，大规模的裁弯改直导致区域内的水无法留住，遇上气候干旱无法保证农田灌溉。随着生态水利的发展,自然和谐观念的加强,常规堤防防护结构难以满足要求。本次龙潭河治理工程改变传统治理方式，采用生态治理技术即：格宾网垫护坡技术。

1 工程概况

龙潭河属珠江流域西江水系，是南盘江上段左岸一级支流，发源于曲靖市麒麟区白水镇的响水洞，水流自北向南流经班庄、中村、下村，在三家村进入伏流，于胡家坟复出地表，进入胡家坟水库，出库后流经红石岩、大湾子、海草坝、茨营、贾家坝、姜家营、何家村、溜子湾、越州镇、在朱衣山汇入干流南盘江。龙潭河全长 43.1km，集水面积 546km。龙潭河现状防洪标准仅为 2～5 年一遇，防洪标准较低，难以承担防洪重任。

本次治理范围为龙潭河桩号 0+000(太平桥)开始至桩号 6+600(芒山桥上游 683m)段及格浪河支流 G0+000 至 G0+500 段，治理河段总长 7.1k(m其中龙潭河 6.6km，格浪河 0.5km),治理河堤总长度 13.96km(其中龙潭河 12.962km，格浪河 1.0km)。

2 现有工程状况及存在的主要问题

龙潭河现状河道防御洪水的能力不高，现状堤顶高程低于 10 年一遇的`水面线0.11-1.63m，所以龙潭河防御洪水与设计的防洪标准有一定的差距。一旦发生 10 年一遇洪水，部分堤段将发生漫溢。

3 工程建设的必要性

3.1 龙潭河治理对南盘江流域的防洪具有重要作用

龙潭河为南盘江一级支流，而南盘江流域的暴雨，主要受印度洋孟加拉湾海洋气候的影响，当西南与东南暖气流盛行时，并在冷锋、低槽、切变等天气系统的综合作用下，造成暴雨或连续性大暴雨天气，致使南盘江水位急剧上涨而导致灾害性的洪水。

3.2 工程建设是枯季灌溉的需要

龙潭河河道治理工程穿过茨营乡集镇，提供集镇居住用户的生产、生活用水，近年来引进多家公司新建成 5000 余亩大棚供港蔬菜基地，实现了生产标准化、经营规模化、发展高效化，建成了全市规模最大、设施最全、效益最好的万亩供港蔬菜基地，真正打造了龙潭河经济园。而该经济园基本靠河道内提水灌溉，部分地段自流灌溉，即龙潭河功能定位是灌溉供水兼顾防洪作用。而现阶段的龙潭河防洪标准局部河段还不能完全满足 5(P=20%)年一遇的防洪标准。这样低的防洪标准，随时都在威协着当地人民生命财产的安全，严重制约着经济发展和乡镇建设，所以治理龙潭河河道是必要的。

4 堤型方案确定

本次堤型的选择根据生态护坡的设计原则，同时按照因地制宜、就地取材的原则，根据堤段所在的地理位置、堤基地质、筑堤材料、施工条件、工程造价等因素，经过技术经济比较，综合确定。

4.1 生态护坡的设计原则

生态护坡能依靠植物良好的根系而使护坡具有一定的固土和抗冲能力，同时生态护坡具有造价低、能美化环境的独特效果，在国外已得到了广泛的应用，在国内也有一些应用。生态护坡设计的基本原则为：

a.生态护坡应满足河道功能和堤防的稳定要求，并降低工程造价;

b.尽量减少刚性结构，增强护坡在视觉中软效果，美化工程环境;

c.进行水文分析，确定水位变幅范围，结合植物调查结果，选择合适的植物;

d.尽量采用自然的材料，避免二次环境污染;

e.布置时考虑人们的亲水要求。

4.2 堤型方案比较

根据以上设计原则，分别选取两种堤型方案进行比较。

4.3 堤型方案选择

经两方案主要工程量及建筑工程投资比较，从表中可知方案一较方案二建筑工程投资高191.65 万元，但方案一既注重了生态环保理念，可优化河道沿岸的景观，同时满足了常年水位以下的抗冲刷要求，综合考虑采用方案一，即 2 年一遇水位以上采用植草护坡，2 年一遇水位以下采格宾网垫(镀锌 10%铝合金钢丝(400g/m)，丝径 2.5mm)装块石，基础采用石笼网箱装块石。

另外由于 2+350～3+064.3 段位于次营乡集镇段，该段人口密集，为了减少占地和房屋拆迁，同时为了使茨营乡段的景观效果更好些，该段 2 年一遇水位以下采用石笼网箱装块石，2 年一遇水位以上采用植草护坡。

5 结束语

篇3：格宾网技术指标

随着社会的不断发展和科技进步, 人们对环保、生态的认识程度日益提高。而伴随着高速公路的飞速发展, 边坡防护技术经历了以浆砌为代表的刚性防护和以喷混植生为代表的绿色防护两个阶段, 近年来, 主、被动防护理念逐步在边坡防护中得到了推广应用, 而格宾网防护体系便随之从水利等部门应用到交通工程。

格宾网防护体系是以高强度钢丝绳柔性网作为主要构成部分, 并以覆盖、紧固来防治坡面岩石崩塌、滚落、爆破飞石等危害的防护系统。具有高韧性、高防护强度、易铺展性、适应任何坡面地形、安装程序标准化等优点。

1 工程概况

山西界临汾至吉县高速公路K266+205~K269+260.837 (含互通1处) , 位于山西省西南部, 地貌单元属于黄土高原, 总地势为“两川夹一山”, 即东部的临汾汾河冲积平原、中部的吕梁山脉、西部的黄河谷地。路堑边坡多为弱风化砂岩夹薄层泥岩上覆松散坡积碎石层, 最大路堑高度70余米, 共计有深挖路堑1 037 m, 深挖路基边坡采用浆砌片石+格宾网+三维网植草进行联合防护, 格宾网防护设计共计139 971 m2。

2 格宾网防护设计及技术要求

格宾网防护设计由锚杆和格宾网组成, 其中:

1) 锚杆采用螺纹钢筋制作, 锚杆长度2 m、孔深2.2 m、间距2 m、梅花形布置, 采用1∶3水泥砂浆进行锚固及封闭锚杆头, 锚杆头采用钢筋制作成十字型与锚杆焊接。

2) 格宾网采用热轧镀锌钢丝、绿色聚乙烯保护膜, 网格尺寸10 cm×12 cm, 其技术指标执行标准GB/T 228-87, GB/T 2973-2004。

3) 格宾网直径大于2.6 mm, 抗拉强度不小于400 MPa, 其钢丝网线成分及技术指标执行标准GB/T 15939-94, 钢丝保护膜抗拉强度不小于26 MPa, 伸长率不小于240% (聚乙烯) 。

4) 锚杆钉在格宾网六边形中心, 格宾网钢丝搭接长度为50 cm。

3 格宾网施工方法及工艺

格宾网施工按照如下流程进行:路堑开挖→坡面处理→锚孔放样→钻孔→锚杆安装及注浆→挂网铺设→封锚制作及封闭。

3.1 路堑开挖

施工前, 根据设计图纸, 计算路堑顶开挖控制点, 测量放样开挖边线并用灰线标出。路堑开挖根据每级边坡的高度, 采用分层或一次进行开挖, 开挖方法根据路堑地质采用爆破或挖掘机直接开挖。自上而下, 在第一级边坡开挖完成, 并验收合格后进行格宾网施工。如此循环, 直至最后一级格宾网施工完成。施工中, 为减少路堑开挖与格宾网施工互相交错对工期造成的影响, 路堑开挖根据横向开挖宽度, 可对左右边坡进行分幅开挖。

3.2 坡面处理

坡面处理包括清理危石及坡面修整两个方面:1) 在路堑分级开挖完成、施作锚杆前, 清除坡面防护区域内松动的危石, 以防止施工及运营期间危石脱落对人员及车辆的危害。2) 对坡面的凸起点进行修整, 确保格宾网覆盖后与坡面能够完全密贴, 切实做到格宾网对坡面的防护作用。边坡修整后应平整、密实, 无溜滑体、蠕变体和松动岩体。

3.3 锚孔放样

根据锚杆设计间距, 以一侧坡脚点为基点、坡脚线为基线, 分别沿纵向、竖向进行各锚孔位置测定。同时, 在每级路堑顶、坡脚处及坡面开始、结束处必须测定一排锚孔, 保证格宾网四周完全封闭。

3.4 钻孔

钻孔采用空压机供风, 手持式凿岩机进行钻孔, 钻头直径根据边坡地质、锚杆及锚孔直径要求进行选择, 以保证成孔直径不小于规定值为原则, 孔深比设计锚杆长5 cm以上。钻孔自上而下进行, 同时适时调整锚孔位置, 以使锚孔位置处于凸处。

钻孔完成后, 采用高压风将孔内岩粉全部吹出孔外, 以免降低砂浆与孔壁岩体的粘结强度。

3.5 锚杆安装及注浆

锚杆使用前应平直、除锈、除油。由于孔深小于3 m, 现场采用先注浆后插锚杆的施工工艺, 注浆采用砂灰比1∶3水泥砂浆, 水泥采用P.O42.5水泥。注浆时, 浆体除孔口20 cm~30 cm外, 应均匀充满全孔。锚杆插入后应居中固定, 杆体外露部分应避免敲击、碰撞, 3 d内不得悬吊重物, 3 d后才可安装挂网。

3.6 挂网铺设

格宾网采用热轧镀锌铁丝, 绿色聚乙烯保护层, 格宾网网格尺寸为10 cm×12 cm。待注入的1∶3水泥砂浆终凝不少于3 d后, 即可实施挂网。挂网方法由上至下、从一端向另一端进行。格宾网的铺设要处理好“四边”, 即路堑顶、坡脚处、坡面起点、坡面末端, 在铺设该“四边”时, 需将格宾网折叠成宽度50 cm双层挂在锚杆上, 以增强其抗拉能力。铺设时, 人工沿横向、竖向拉紧, 使格宾网基本受力、紧贴岩面。在两幅格宾网搭接处, 按照5个网进行搭接, 并采用镀锌钢丝将重叠的网眼进行绑扎, 确保格宾网搭接牢固。

3.7 锚杆头制作及封闭

在格宾网铺设完成后, 及时进行锚杆锚头制作。锚头采用钢筋进行现场焊接, 并适当调整网眼位置, 保证镀锌网丝置于十字钢筋下, 必要时可加长十字钢筋长度, 确保锚杆能够对格宾网施加作用力。锚头封闭采用1∶3水泥砂浆现场施作, 以保证锚杆及十字钢筋免受外界腐蚀。

4 结语

山西界临汾至吉县高速公路K266+205~K269+260.837现场实际施工格宾网139 971 m2, 施工完成的格宾网坡面平整、美观, 避免了喷混等防护对施工现场的污染, 做到了防护与环境的和谐统一, 同时节约了大量施工成本, 具有节能环保意义。

参考文献

篇4：格宾网技术指标

摘要：为研究不同绞边方式及不同网孔尺寸下格宾网的绞边拉伸特性，参考欧洲标准（ENl0223-3：1997），采用自行设计的绞边试验装置，对网孔型号为60 mm×80 mm和80mm×100 mm的A与B两类绞边方式的格宾网片进行绞边拉伸试验，分析比较各自的力学特性，并讨论绞边拉伸破坏的典型破坏模式。研究结果表明：与B类绞边方式相比，A类绞边方式的格宾网片绞边拉伸强度较大；根据格宾网的破坏形态，绞边拉伸破坏可分为3种典型破坏模式，即绞边钢丝被拉出破坏、网丝的拉断破坏以及绞边钢丝部分被拉出后网丝被拉断破坏；绞边质量与绞合在端丝上的钢丝缠绕圈数、紧密程度有关；网孔尺寸、钢丝直径及绞边质量均是影响格宾网的绞边拉伸力学特性的重要因素。研究结果可为加筋格宾结构物的设计、施工提供参考。

关键词：双绞合六边形钢丝网；筋材；强度特性；拉伸试验；绞边质量；破坏模式

中图分类号：TV41 文献标识码：A

岩土体材料具有较强的抗压和抗剪强度，但其抗拉強度较小，在岩土体中铺设抗拉材料，可有效改善岩土体的抗拉特性，这就是“加筋”的概念，而起抗拉作用的材料就是筋材。加筋土筋材以其优良的适用性和显著的经济性得到了世界各国工程及学术界的重视，现已广泛应用于铁路、公路、市政以及水利等工程领域。加筋材料也从天然植物发展为高模量的钢条、钢丝网以及各类土工合成材料等。加筋土筋材的拉伸力学特性是工程设计中最基本的力学指标，国内外的一些学者和单位针对加筋土筋材的拉伸力学特性展开了大量研究，如：Perkins对各类土工合成材料进行了一系列的拉伸试验研究，得出了土工合成材料的拉伸应力应变关系具有热、黏、弹塑性等特性；Parsons等认为土工合成材料在拉伸过程中具有应变率相关性；李作攀等研究了试样的宽度与长度对拉伸断裂强度的影响，认为试样尺寸改变会引起拉伸过程中颈缩率的变化，试样的长宽比越小，颈缩率越小，断裂拉伸强度越高；李俊伟等对土工格室HDPE片材的拉伸力学特性进行了试验研究，试验结果表明拉伸速率对其应力应变关系有着较大影响，并提出了一种描述较小应变下的应力应变数学模型；杨广庆等选取3种不同类型的HDPE土工格栅，对其在不同拉伸速率下的拉伸性能进行了研究；杨果林等对在循环荷载作用下的土工合成材料应力应变特性进行了研究，并推导了约束条件下的变形方程。此外，很多学者对土工合成材料的蠕变特性也进行了研究。以上主要是关于土工合成材料等方面的研究。格宾网筋材作为一种新型的加筋材料，具有良好的工程特性和价格优势。目前关于格宾网的研究主要集中在拉伸特性、拉拔特性方面，均未涉及到格宾网的绞边强度特性。欧洲标准（ENl0223-3：1997）指出格宾网必须采用比网面钢丝直径稍大的钢丝作为边端钢丝进行绞边，但欧洲标准中并没有对绞边的具体制作要求和绞边强度的测试方法进行说明。格宾网在制作过程中是裁剪成片的，在施工现场铺设时需要将格宾网片拼接起来，而格宾网片边缘的钢丝绞合缠绕在边端钢丝上，这就使得网片末端与边端钢丝（即端丝）的连接位置成了整个格宾网的薄弱部位。可见，格宾网的绞边强度特性尚需进行系统性研究。为此，本文以湖南省安化至邵阳高速公路加筋格宾路堤为背景，选取不同绞边方式、不同网孔型号的格宾网片进行绞边拉伸试验，研究格宾网的绞边拉伸特性及破坏形式。研究成果对于加筋格宾路堤工程的修建具有重要的指导作用，也对加筋格宾结构的深入研究具有参考意义。

1试验概况

1.1试验装置

绞边强度是格宾网片绞合段的末端钢丝缠绕在端丝上的抗拔强度值（图1所示为格宾网片的绞边示意图）。格宾网片的绞边拉伸试验装置不同于格宾网片的拉伸试验装置。格宾网片拉仲试验是通过螺栓将网片节点与夹具连接起来，而绞边强度试验是为了测量网片的绞边强度，应充分考虑网片绞边部分与夹具连接的特殊性。为此，参考欧洲标准（ENl0223-3：1997）中格宾网制作要求，考虑到避免格宾网拉伸过程中的颈缩现象（横向变形），保证拉伸过程中绞边部位与拉伸方向垂直和试验可操作性，采用光滑扣环扣住绞边部位的端丝进行绞边拉仲。并考虑到对格宾网不同网孔单元试件的可测试性，合理布置夹具上孔槽，研制了专门的绞边强度拉仲装置。该绞边测试方法合理，具有简便、可操作性强的特点，在未来实际应用中具有可行性。（对应的试验装置专利号：201420386094.6）

试验在常温下进行，所采用的拉伸机为SHT4106-G微机控制电液伺服万能试验机，拉伸速率控制为5 mm/min（即格宾网片拉伸方向的长度的20%）。如图2所示。

1.2试验材料及试验过程

为了得到不同网孔单元尺寸和不同绞边质量对绞边强度特性的影响，特选取了某公司生产的2种不同绞边质量的格宾网（双绞合六边形钢丝网）片进行绞边试验，其中，每种绞边方式的钢丝网又分2种网孔型号，分别为60 mm× 80 mm（对应网面钢丝直径为2.0 mm，端丝直径为2.7 mm）和80 mm×100mm（对应网面钢丝直径为2.7 mm，端丝直径为3.4mm）的2种网孔，共4种组合类型网片。为方便区分，本文规定绞边质量较好的为A类绞边方式（如图3（a），由专业的翻边机器将网面钢丝缠绕在边端钢丝上），绞边质量较差的为B类绞边方式（如图3（b），采用手工绞边，缠绕圈数为2圈）。可以很明显地发现两者的绞合段缠绕在端丝上的缠绕圈数有较大差异，A类绞边方式的缠绕圈数明显多于B类。

为了保证试验数据的可统计性，对上述每种组合类型的网片均取6片进行平行试验。网孔型号为60 mm× 80 mm的网片长度和宽度分别裁取4个单元尺寸长度和10个单元尺寸宽度；网孔型号为80mm×100 mm的网片长度和宽度分别裁取4个单元尺寸长度和8个单元尺寸宽度，同时保证网片的一端必须为缠绕有网面钢丝的端丝。

2试验结果与分析

对不同类型格宾网片试验结果进行统计分析，每类格宾网试验结果的平均值见表1。

2.1不同绞边方式对格宾网片绞边拉伸特性的影响

为了探讨不同绞边方式对格宾网片绞边强度特性的影响，对于不同绞边方式的格宾网片，均选取2组典型绞边拉伸破坏试验数据，试验结果如图4所示。其中，曲线1和曲线2分别对应平行试验中A类绞边方式的格宾网片绞边拉伸的2种典型破坏形态；曲线3和曲线4分别对应平行试验中B类绞边方式的格宾网片绞边拉伸的2组典型曲线。

图4（a）所示为不同绞边方式的格宾网片（网孔型号60 mm×80mm）的典型绞边拉仲曲线。由图可知：

1）对于A类绞边方式的网片绞边拉伸曲线，在两者达到最大拉伸应力前的绞边拉伸曲线变化规律相差不大。在初始阶段，拉力随格宾网应变增长较为缓慢，格宾网尚处于调整过程；随着应变的继续增加，拉力增长速度加快且呈线弹性；在达到最大拉伸应力前，拉伸曲线多处出现锯齿形，说明在拉伸过程中格宾网片内钢丝在不断地进行应力调整；两者的最大负荷下伸长率相差不大，约为16%，曲线1对应的最大拉伸应力小于曲线2的最大拉伸应力，原因是曲线1对应的格宾网片发生了绞边破坏，缠绕在端丝上的钢丝被拉出，而曲线2对应的格宾网片为网片内的斜向钢丝被拉断破坏。此外，曲线2对应的拉伸应力达到最大值之后并没有迅速减小，反而能够继续保持较大的拉伸应力，这是因为网片内钢丝发生断裂后，网片内发生了拉力重分配，且网片内存在应力集中现象，部分钢丝没有达到最大拉伸强度，能够继续承受一定的拉力，故网片能够在伸长率增加的情况下继续维持较高的拉伸应力。

2）对于B类绞边方式的网片绞边拉伸曲线，两者的绞边拉伸曲线差异较大。由于B类绞边质量较差，缠绕不够紧密，均发生了绞边破坏，即绞边钢丝被拉出，而绞边质量存在随机性，导致拉伸曲线存在差异性，进而导致最大拉伸力不同。

3）A类绞边方式的格宾网片绞边拉伸强度大于B类绞边方式的格宾网片绞边拉仲强度，这是由于A类绞边方式的格宾网片钢丝在端丝上的缠绕圈数和紧密程度都高于B类绞边方式的格宾网。与B类绞边方式相比，A类绞边方式的最大负荷下伸长率较大。说明绞边质量较好的格宾网用于加筋构筑物中，在维持荷载的同时，具有承受较大变形的能力。

4）为保证格宾网片的平整性及网片与夹具紧密接触，对格宾网片施加了一定的预拉力，故伸长率为0時，格宾网拉力并不为0；在应变较小的范围内，2种绞边方式的格宾网拉伸曲线的斜率大致相等，即割线模量在拉伸的初始阶段可认为相同；但当应变进一步增大时，不同绞边方式的格宾网片拉伸曲线差异较大。可见，格宾网的拉伸力学性能与绞边质量关系密切。

图4（b）所示为不同绞边方式的格宾网片（网孔型号80 mm×100 mm）的典型绞边拉仲曲线。由图可知：

1）对于A类绞边方式的网片绞边拉伸曲线，在两者达到最大拉伸应力前的绞边拉伸曲线变化规律也具有一致性。在初始阶段，拉伸曲线变化与网孔型号60 mm× 80 mm的格宾网片拉伸曲线变化情况相同，在伸长率达到7%之后呈线弹性；曲线1的最大拉伸应力是曲线2的最大拉仲应力的1.3倍，曲线1对应的格宾网片表现为很明显的网片内多根斜向钢丝连续拉断破坏，曲线2对应的格宾网片发生的是缠绕在端丝上的绞边钢丝逐根被拉出破坏，表现出位移破坏特征。

2）对于B类绞边方式的网片绞边拉伸曲线，格宾网片均表现为绞边钢丝的拉出破坏，但由于绞边质量的随机性，两者的绞边拉伸曲线差异也较大，曲线3对应的最大拉伸应力约为曲线4对应的最大拉伸应力的2倍，进一步说明绞边强度与绞合在端丝部分的网丝缠绕圈数、紧密程度相关。并且随着绞边质量的提高，格宾网片绞边拉伸过程中的绞边拉伸曲线会逐渐向网片的拉伸曲线转变。

3）与B类绞边方式相比，A类绞边方式的格宾网片绞边拉伸强度较大；两者的最大负荷下伸长率均较大，约为15%。

2.2绞边拉伸的3种典型破坏模式

通过对试验中得到的24片格宾网绞边拉伸破坏结果进行归纳发现，B类绞边方式的格宾网片均出现绞边钢丝被拉出破坏，但A类绞边方式的格宾网片出现了不同的破坏形态，其不同网孔型号的格宾网片破坏形态均可归纳为以下3种典型破坏模式。可见，机械绞边存在加工差异，为了改进优化、合理设计绞边方式，并为合理制定格宾网绞边强度设计值提供依据，以网孔型号为60 mm×80 mm的格宾网片绞边拉伸结果为例，图5所示为A类绞边方式的格宾网片（网孔型号为60 mm×80 mm）的3种典型破坏模式曲线，各破坏模式对应的网片破坏形态如图6所示。

1）第一种破坏模式：缠绕在端丝上的钢丝陆续被拉出破坏，而网片内的网丝没有出现断裂。对应的拉伸曲线见图5中曲线1，网片破坏形态见图6（a）。由曲线1可知，最大拉伸力为20.63 kN/m，对应的最大负荷下伸长率为16.75%，此时缠绕在端丝上的部分钢丝被拉出，网片内的拉力重新分配到其余缠绕在端丝上的绞边钢丝上，故在达到最大拉伸力之后还能继续维持较高拉力，直到大部分绞边钢丝被拉出而不能继续承受荷载为止。

2）第二种破坏模式：格宾网片端部的某根或几根绞边钢丝被拉出，接着在其他位置发生网片内网丝被拉断而破坏。对应的拉伸曲线见图5中曲线2，网片破坏形态见图6（b）。由曲线2可知，在伸长率达到11.95%时，拉伸力出现突然下降，原因是网片端部绞边质量较差的钢丝被拔出，导致拉伸力下降，但其他位置的绞边质量较好，网片能及时进行拉力重分配，使得网片强度迅速恢复增长；最大拉伸力为21.59 kN/m，对应的最大负荷下伸长率为20.05 %，此时网片内斜向钢丝发生断裂，随后网片能够承受的荷载随断裂钢丝的增加而逐渐降低。

3）第三种破坏模式：网片内网丝被拉断而发生破坏，缠绕在端丝上的钢丝没被拉出。对应的拉伸曲线见图5中曲线3，网片破坏形态见图6（c）。由曲线3可知，最大拉伸力为23.44 kN/m，对应的最大负荷下伸长率为14.57%，此时网片内的斜向钢丝被拉断，绞边钢丝始终没有被拉出。在拉伸荷载下网片内重复拉力重分配及钢丝断裂的过程直到网片失去承载能力。此外，由曲线3的拉伸力的3次明显落差可知网片内钢丝发生了3次断裂，这与对应的网片破坏形态是一致的（如图6（c）所示）。

比较3种破坏模式的网片绞边拉伸曲線可知：第三种破坏模式的最大拉伸力最大，第二种破坏模式次之，第一种破坏模式最小；第二种破坏模式的最大负荷下伸长率最大，第一种破坏模式次之，第三种破坏模式最小。

由此可见，绞边质量对绞边拉伸特性影响较大，当绞合在端丝上的钢丝圈数够多、缠绕够紧密时，在拉伸荷载作用下不会发生第一、二种破坏模式，而是表现出第三种破坏模式，即格宾网内钢丝拉断破坏，也可有效地避免在较小拉伸荷载作用下由于绞边破坏而使得网片强度不能充分发挥的情况。

2.3不同网孔单元对格宾网片绞边拉伸特性的影响

为了比较不同网孔单元对格宾网片的绞边强度特性的影响，现将网孔型号为60 mm×80 mm和80mm×100 mm的格宾网片发生相同破坏模式的绞边拉伸曲线进行对比，以第一、三种破坏模式为例，结果如图7所示。

根据图7，经换算成单位宽度内拉伸应力可知，2种破坏模式下网孔型号80 mm×100 mm的网片最大拉伸应力与网孔型号60 mm×80 mm的网片差别不大（分别为0.991倍和1.049倍）。但由于换算所得单位宽度内受拉面积不同（网孔型号80 mm×100 mm的网片单位宽度内受拉面积较大），故不论是第一种破坏模式还是第三种破坏模式，网孔型号80 mm×100 mm的网片最大拉伸力均明显大于网孔型号60 mm×80 mm的网片（分别为1.44倍和1.53倍），由于2种网片的绞边质量相同，因此，相同破坏模式下2种网片绞边拉伸特性存在差异性是网片钢丝直径和网孔尺寸不同的共同作用结果。而B类绞边方式的网片由于绞边质量较差，2种网孔的网片均表现出第一种破坏模式，且最大绞边拉仲力均明显小于A类绞边方式网片的最大绞边拉伸力。可见，网片钢丝直径、网孔尺寸及绞边质量均是影响格宾网绞边拉伸力学特性的重要因素。

3结论

1）自行设计的绞边拉伸装置合理，具有简便性、可行性及实用性，能够用于加筋格宾网的绞边拉伸试验，测试格宾网的绞边强度特性。

2）绞边质量主要与绞合在端丝上的网丝缠绕圈数、紧密程度有关，随着绞边质量的提高，格宾网的绞边拉仲特性会向网片拉伸特性转变，有利于格宾网强度的充分发挥。

3）与A类绞边方式相比，B类绞边方式的格宾网片绞边拉伸强度明显偏小。A类绞边方式的格宾网绞边拉伸表现出3种典型破坏模式，B类绞边方式的格宾网绞边拉伸均表现出第一种破坏模式。

4）格宾网具有拉力重分配特点，能够在较大伸长率情况下保持较高强度；绞边质量较好的格宾网用于加筋构筑物中，对变形具有良好的适应能力。

篇5：格宾网技术指标

(1) 具高强度;

(2) 具变形能力, 能很好的适应地基的变形;

(3) 柔韧结构, 不易断裂;

(4) 具耐久性、具经济性;

(5) 能有效地抵抗地震的冲击力;

(6) 具透水性或不透水性;

(7) 提供粗糙系数 (m) 之预定值;

(8) 提供植被绿化美化;自然景观环境;

(9) 导入了生态环境的理论, 能有效减小对环境的影响。

格宾网工艺是先热镀铝锌包塑后编织。型号LW90×90 (±5mm) 。网目为90mm×90mm (±3mm) 。网身线径为￠2.6mm, 边丝径为￠3.2mm。

格宾石笼:选用强度高的小块石 (规格为10～35cm) 为主, 铺助填塞坚实的狗头石、碎石 (或小石) , 其规格在10～20cm, 可视现场石材选定。

在虎林市大木河口护岸工程初步设计中, 我们应用了格宾网进行护岸工程设计, 护坡工程设计中采用了4个方案, 方案比较后, 选法定格宾网方案。

本次护坡工程结构型式采用4个方案作比较:

方案一:岸坡从上至下为奈特龙, 奈特龙内为50cm块石, 奈特龙下铺一层无纺布。

方案二:岸坡从上至下为格宾网, 格宾网内为50cm块石, 格宾网下铺一层无纺布。

方案三:岸坡上部为干砌石护坡, 护坡形式为30cm干砌石, 下为15cm砂砾石, 下铺一层无纺布;岸坡下部为奈特龙, 奈特龙内为50cm块石, 奈特龙下铺一层无纺布。

方案四:岸坡上部为干砌石护坡, 护坡形式为30cm厚干砌石护坡, 下为15cm砂砾石, 下铺一层无纺布;岸坡下部为格宾网, 格宾网内为50cm块石, 格宾网下铺一层无纺布。

四方案的工程量及造价比较如下表:

上述几个方案在技术上都是可行的, 工程中都有采用, 方案1、2相对于方案3、4结构单一, 施工较方便, 投资相差不大, 采用奈特龙的方案中, 奈特龙在工程运行中容易老化, 在同样的工程案例中奈特龙经过洪水的冲刷与腐蚀, 已经遭到破坏, 影响了工程的正常运行;而采用格宾网方案中的格宾网是采用新技术, 具高强度、能很好的适应变形能力、柔性结构不易断裂、抗腐蚀性强, 网面受拉极限承载力为50kN/m, 强度满足要求;方案3中大木河口护岸岸坡较矮, 干砌石护坡较短, 奈特龙石笼护砌较长, 同一护岸采用上下两种不同的护坡形式施工较麻烦, 另外工程所在区域内块石很不规整, 施工中很难砌出平整坡面, 坡面的平整度很难达到规范要求。

综合上述原因, 本次初步设计护坡形式采用方案2。即:岸坡从上至下均为格宾网护砌, 格宾网内为50cm块石, 格宾网下铺一层无纺布。

大木河口护岸分三段, 上游段于2009年实施完成, 经过两年的运行相比较其他结构形式的护岸效果较好。

格宾网土工布铺设:

(1) 铺设格宾前, 坡脚和坡面应整平夯实, 要达到牢固稳定, 采用土工无纺布铺设成导滤层, 做到平整致一。以人工掀开格宾网大约成90°, 绑扎间隔网成为箱形, 绑扎线须为同材质钢丝, Φ2.0mm。绑扎线须单股绑扎并绞紧。间隔网先上下四处固定并绑扎绞紧。核定铺设位置后, 依设计图示安放格宾网。

(2) 整体性结合垂直方向绑扎所有相邻格宾框线, 由25cm处开始垂直方向往下绑扎, 共计4处。绑扎第4处时, 整组格宾下方仍有相邻网, 须将下方一并绑扎, 以求一体连结。

(3) 整体性结合水平方向, 绑扎所有相邻格宾框线, 由边缘算起第25cm处为第一点, 每25cm距离继续绑扎。如第二层铺设后 (上方层) , 须将相邻处一并绑扎, 以求整体连结。相邻网身, 每平方米平均绑扎4处。

(4) 每层整体格宾连结后, 才可投入填充石料。每组格宾空格须同时均匀投料, 以保证格宾方正。以人工排列或整平, 须塞填空隙, 以求密实。0.5米高格宾则分二次投料, 并每格均匀投入。

(5) 封盖前, 须将顶部石料铺砌平整。封盖时, 利用封盖夹先行固定角端与相邻结点, 并行绑扎, 绑扎步骤每25cm绑扎一次。以上所有绑扎方式都须单股绑扎并绞紧。

大木河口护岸分三段, 上游段于2009年实施完成, 经过两年的运行相比较其他结构形式的护岸效果较好。

总体来说使用格宾网是采用新技术, 格宾网具有高强度、能很好的适应变形能力、柔性结构不易断裂、抗腐蚀性强, 网面受拉极限承载力为50kN/m, 强度满足要求, 特别是护岸工程在多年平均枯水位以下无法水下施工的情况下, 格宾网结构更适应, 希望在护岸工程设计时借鉴此种结构形式, 加以推广。

摘要：格宾网, 新技术、新材料, 适应性强, 相比较其他材料在边境河护岸工程中的效果较好, 希望在边境河护岸工程中加以应用。10%铝-稀土合金格宾网。

篇6：格宾块石生态护坡应用研究

1.1 传统河道坡面结构形式

长期以来, 人们比较注重河道本身的功能, 如行洪、排涝等, 因此河道断面形式单一, 走向笔直, 河道护坡结构也比较坚硬, 其主要考虑的是河道的行洪速度、河道冲刷、水土保持等。因此, 河道的护坡结构主要采用浆砌或干砌块石护坡, 现浇混凝土护坡, 预制混凝土块体护坡, 或现在比较流行的土工模袋混凝土护坡等结构。

1.2 传统河道护坡结构形式对环境与生态的影响

原有的河道护坡和护岸结构形式是在一定历史条件形成的, 它在约束水的行为, 防止水土流失方面做出了较大成绩, 为广大人民创造了一个相对安全的生活和发展空间。但是, 其在对保护水的自然清洁和维持人与水环境的和谐方面影响较大。

1.2.1 对景观环境的影响

整齐划一的河道断面、笔直的河道走向, 固然是一种景观, 但是它与现代人们追求的回归自然的景观需求不相一致。昔日的碧水漪漪、青草幽幽、白帆点点的景象被坚硬的护坡和挡墙破坏的无影无踪, 人们只能越过灰白高耸的混凝土挡墙才能看到有几条船舶在污浊黑臭的河里发出噪人的嘟嘟声。这与现代城市河道周边无论现代或古典的建筑艺术都极不相称, 与周围环境也极不相协调。而且一旦这些结构遭到破坏以后, 环境景观就更差了。

1.2.2 对人类生存环境的影响

我们暂且不说护坡及挡墙内材料 (包括碱化骨料) 的水化反应、炭化反应及各种添加剂 (如早强剂、抗冻剂、膨胀剂等) 在水中发生反应对水质和水环境的影响, 就是让人们长期生活在上述这种灰色、生硬、没有活性的混凝土墙体中, 人们的身心健康也会遭到侵害。在这种结构保护下的河道失去了河道原有的水边环境和水环境的功能, 人们失去了娱乐、休闲和亲水的好去处, 城市也因之失去了灵气和精神。由于黑臭的河水、干燥的空气及生活环境色调的影响, 人们的心情等遭到严重破坏, 身体感觉缺少了活力, 工作也失去了动力。所以说, 原有的护坡及护岸结构形式对人类生存环境造成了较大的影响。

1.2.3 对生态环境的影响

原有的护坡和护岸结构对河道坡面采取了封闭的形式, 河道中的生物和微生物失去了赖以生存的环境, 很难生存下去, 因此河道的自净能力遭到了破坏。同时各种水生植物也难以在坚硬的结构坡面上生长, 各种水生物也因失去了生存环境而无法生存。整个生态系统的食物链就因一层坚硬的护坡结构而断开, 生态环境因此而破坏, 生态就失去了平衡。更有甚者, 有的河道护坡和护岸结构还采用了全断面护砌的结构, 后果就更加严重, 趋向就更加恶劣。

2 现代生态护坡结构形式介绍

上述情况可以看出, 硬性材料的护坡和护岸结构对城市的许多方面均产生了较大的影响, 城市河道的护坡和护岸结构改造有必要推行一种生态型的护岸结构形式。在现在各大城市河道整治的同时提出对原有河道护坡和护岸结构改革非常必要, 下面就国内外一些生态护坡设计经验作一些介绍。

2.1 采用新型材料

在科学技术飞速发展的今天, 新型材料和新技术必将成为我们河道护坡和护岸结构改革的主要源泉。在国内和国外相继出现了一批用于生态方面的材料和技术, 如水力喷草技术、土工材料绿化网、植被型生态混凝土、水泥生态种植基、土壤固化剂等等。虽然它们起源时不一定用于河道护坡和护岸结构方面, 但在河道护坡结构使用上可以借鉴和参考。

2.2 生态护坡结构形式探讨

2.2.1 发达根系固土植物

发达根系固土植物在水土保持方面有很好的效果, 国内外对此研究也较多。采用发达根系植物进行护坡固土, 即可以达到固土保沙, 防止水土流失, 又可以满足生态环境的需要, 还可进行景观造景, 在城市河道护坡、护岸方面可借鉴。固土植物可以选择的主要有沙棘林、刺槐林、黄檀、胡枝子、池杉、龙须草、金银花、紫穗槐、油松、黄花、常青藤、蔓草等等, 不同的流域, 可以根据该地区的气候选择适宜的植物品种。

2.2.2 土工材料复合种植基

1) 铁丝网与碎石复合种植基

铁丝网与碎石复合种植基主要由镀锌或喷塑铁丝网笼装碎石、肥料及种植土组成。铁丝网与碎石复合种植基一个最大的优点就是它比较适合于流速大的河道, 抗冲刷能力强、整本性好、适应地基变形能力强, 避免了预制的混凝土块体护坡的整体性差和现浇混凝土护坡与模袋混凝土护坡适应地基变形能力差的弱点, 同时又能满足生态型护坡的要求, 即使进行全断面护砌, 生物与微生物都能照样生存。国外在这方面已有较多工程实例。铁丝网笼可以做成不同形状, 既可以用作护坡, 又可以做成砌体挡土墙。

2) 土工材料固土种植基

土工材料固土种植基可分为土工网垫固土种植基、土工格栅土种植基、土工单元固土种植基等多种形式。

土工网垫固土种植基主要由聚乙烯、聚丙烯等高分子材料制成的网垫和种植土、草籽等组成。固土网垫是由多层非拉伸网和双向拉伸平面网组成, 在多层网的交接点经热熔后粘接, 形成稳定的空间网垫。该网垫质地疏松、柔韧, 有合适的高度和空间, 可充填并存储土壤和沙粒。植物的根系可以穿过网孔均衡生长, 长成后的草皮可使网垫、草皮、泥土表层牢固地结合在一起。固土网垫一般可由人工铺设, 植物种植一般采用草籽加水力喷草技术完成。

土工格栅固土种植基主要是土工格栅进行土体加固, 并在边坡上植草固土。土工格栅是以聚丙烯、高密度聚乙烯为原料, 经挤压、拉伸而成, 有单向、双向土工格栅之分。设置土工格栅, 增加了土体摩阻力, 同时土体中的孔隙水压力也迅速消散, 所以增加了土体整体稳定和承载力。而且, 由于格栅的锚固作用, 抗滑力矩增加, 草皮生根后草、土、格栅形成一体, 更加提高了边坡的稳定性。

另外, 现在又出现一种土工单元固土种植基, 即利用聚丙烯、高密度聚乙烯等片状材料经热熔粘接成蜂窝状的网片整体, 在蜂窝状单元中填土植草, 达到固土护坡的作用。

2.2.3 植被型生态混凝土

植被型生态混凝土是日本近年在河道护坡方面做出的研究, 主要由多孔混凝土、保水材料、难溶性肥料和表层土组成。多孔混凝土由粗骨料、混有高炉炉渣和硅灰的水泥、适量的细料组成, 是植被型生态混凝土的骨架。保水材料常用无机人工土壤、吸水性高分子材料、苔泥炭及其混合物。表层土铺设有多孔混凝土表面, 形成植被发芽空间, 同时提供植被发芽初期的养分。在城市河道护坡或护岸结构中可以利用生态混凝土预制块体做成砌体结构挡土墙, 或直接作用为护坡结构。

2.2.4 水泥生态种植基

水泥生态种植基在国内国外均有研究。它是由固体、液体和气体三相组成的具有一定强度的多孔性材料。固体物质主要包括适合于植被生长的土壤、肥料、有机质及由低碱性的水泥、河砂组成的胶结材料等。在种植基固体物质间, 由稻草秸秆等成孔材料形成孔隙, 以便为植物提供充足的水分和空气。在种植基内还可填充保水剂, 保持植物在常日照坡面能很好生长。

3 格宾块石生态护坡技术探讨

格宾块石生态护坡是土工材料复合种植基———铁丝网与碎石复合种植基。这种护坡结构形式目前在河道护坡整治工程中开始应用。

3.1 格宾块石生态护坡结构形式

格宾块石生态护坡主要由镀锌或喷塑铁丝网笼装碎石、肥料及种植土组成。

格宾块石生态护坡其结构从下至上依次为坝基填土、有机复合肥、土工织物、碎石填充的铁丝网笼、种植土覆盖、表层种植发达植物。此种护坡结构形式一个最大的优点就是它比较适合于流速大的河道, 抗冲刷能力强、整本性好、适应地基变形能力强, 目前在中小河流治理中已经开始应用。

3.2 格宾块石生态护坡厚度计算公式选择探讨

格宾块石生态护坡应用于河道护坡、护岸整治中护坡厚度确定是其主要的技术难点, 选择适合的公式计算确定合理的铁丝网石笼厚度, 以确保护坡结构即安全稳定又经济生态。

现行《堤防工程设计规范》 (GB50286-98) 中护坡厚度计算的公式有培什金公式、哈得逊公式及砼板整体稳定所需护面板厚度计算的向金公式。格宾块石生态护坡厚度计算显然不能选用适用于砼板整体稳定所需护面板厚度计算的向金公式。

培什金公式计算, 在波浪作用下, 斜坡堤干砌石护坡的护面厚度:

哈得逊公式计算, 当采用人工块体或经过分选的块石作为斜坡堤的护面层时, 在波浪作用下护面层厚度:

培什金公式计算斜坡堤干砌石护坡的护面厚度, 干砌块石护坡对块石的形状、尺寸、重量是有规范要求的且应砌筑而成, 砌筑按干砌石施工规范的质量标准丁扣坝进行, 而格宾块石生态护坡对石块的形状、尺寸、重量无要求, 是摆放、表面加以平整而成, 不是砌筑的。因此采用此公式计算格宾护坡的厚度是不正确的。从格宾块石生态护坡的石料情况、施工方式及摆放形式来分析, 格宾护坡的厚度计算采用哈得逊公式计算比较正确合理。

3.3 格宾块石生态护坡技术质量控制

格宾块石生态护坡技术质量控制是保证工程质量安全和生态效果的关键环节, 现将几点主要技术环节探讨如下:

3.3.1 格宾网笼材料及尺寸形式的质量控制

格宾网笼的材料必须具有耐腐蚀、抗腐化、抗老化、抗紫外线、抗冲刷的特性, 符合设计要求的抗拉强度、抗剪强度, 格宾网笼的材料质量是保证生态护坡使用寿命和年限的关键因素;格宾网笼的尺寸应合理选择, 适应地基变形和河道的平面变化形式, 既安全实用又经济合理。

3.3.2 清基的质量控制

格宾护坡的清基处理, 不仅要满足传统的平整岸坡、清理杂物等要求, 为了利于植物生长还要均匀铺撒有机复合肥肥土等, 这将直接关系到工程建设的效果。

3.3.3 土工织物铺设的质量控制

由于格宾护坡材料孔隙较大, 为防止水土流失, 有必要在格宾护坡材料下设一层土工织物起到反虑的作用;铺设时应保证土工织物平整、无破损, 搭接宽度符合设计和有关规定。

3.3.4 土方回填的质量控制

格宾护坡的坝基填土质量直接关系到工程的质量和安全, 回填标准应符合堤防工程的有关要求, 必须确定回填标准, 分层夯实, 确保工程质量。

3.3.5 绿化的质量控制

岸坡绿化直接关系到治理的效果和河道生态环境的改善, 是最能体现工程建设效果的关键工序。首先选择的种植草种要适合河道环境条件, 且宜选用平行地面蔓延生长的草种;其次应保证绿化水源的优质和充足, 这是促进植草生长的关键, 也是建设河道生态环境的关键。

4 结语

篇7：格宾石笼结构力学性能研究

本文采用物理试验系统对不同级配的格宾石笼的物理力学性能进行了研究, 并在赵固二矿采空区上铁路桥加固中进行了工程实践, 且取得了良好的技术经济效果。

1 试验设计

1.1 试验材料

物理模拟试验材料选择镀锌包塑钢丝格宾石笼网:网丝内径2.2 mm、外径3.2 mm, 框架铁丝内径2.7 mm、外径3.7 mm, 网孔规格60 mm×80 mm。填料采用普通碎石和煤矸石, 粒径75~150 mm。

(1) 格宾网。试验采用的镀锌包塑钢丝格宾网尺寸为0.75 m×0.25 m×0.50 m, 格宾网结构如图1所示。PVC保护层的保护大大减弱了格宾石笼网在高污染环境中的损坏, 另外通过颜色的选择, 增加了其与周围环境的融合度。

(2) 填料级配、空隙率及渗透性。煤矸石在矿区易获取, 因此试验填料选择普通碎石和煤矸石, 填料粒径为75~150 mm。由于填料具有不规则性, 其形状大小不一, 故填装好的格宾结构空隙率均采用实测数据。模拟试验采用控制填料颗粒的级配和材料来试验、研究格宾结构单体平面应变。根据试验材料的不同将试验样品划分成碎石和煤矸石各4组, 碎石组编号为S1—S4, 煤矸石组编号为M1—M4。填料的颗粒级配见表1, 其对应于编号为S1, S2, S3, S4。碎石组的空隙率分别为47.4%, 46.0%, 44.6%, 43.6%, 渗透系数分别为2.227, 2.052, 1.927, 1.849;对应于编号为M1, M2, M3, M4煤矸石组的空隙率分别为59.4%, 57.6%, 54.8%, 53.0%。

实测发现格宾结构的空隙率随小粒径比例增加而减小, 同级配条件下煤矸石填料格宾结构的空隙率要比碎石填料格宾结构大10%左右。碎石小粒径占的比例越小, 碎石渗透性系数越大, 水的流速也就越大。

1.2 试验模型

此次试验考虑到矿区煤矸石容易获取, 模型分别采用碎石和煤矸石作格宾结构的填料。由于颗粒级配对格宾结构强度的影响比较大, 因此试验模型按颗粒级配的不同分为4组。综上所述, 物理力学性能试验共—组, 具体试验模型如图2所示。

1.3 加载方案

单轴压缩试验采用WYQ1000-Ⅰ型地下工程综合模拟试验液压控制系统。模型加载状态如图3所示, 加载设备布置如图4所示。加载系统为3个10t的手动液压千斤顶, 通过其上部的压力传感器对荷载进行记录。跟踪测量记录格宾结构在试验过程中产生的轴向变形, 加载过程中填料被压实后采用百分表测量。

2 结果分析

(1) 变形破坏形式的分析。物理力学性能试验中, 由于格宾笼的强度比较大以及现实应用中的变形影响, 加载并没有使格宾笼破坏, 而是规定在一定条件下即认为加载完成。整个材料试验模型的边界条件为左右两侧自由, 当轴向变形达到20%即可认为试验结束。

图5示出了试样在单轴压缩时的变形、破坏情况。从图5 (a) 可以看出, 填料为碎石的格宾结构, 当变形达到20%时, 只有格宾结构向两侧鼓胀, 最大鼓胀量在格宾结构的中部, 但格宾结构并未被破坏。由图5 (b) 、图5 (c) 可知, 填料为煤矸石的格宾结构当变形达到20%时, 部分煤矸石被压碎, 格宾结构向两侧鼓胀, 但其鼓胀量相对填料为碎石的格宾结构要小。

(2) 应力—应变曲线特点。试验中, 填料为碎石的格宾笼通过控制力的方法对力与位移进行记录;填料为煤矸石的通过控制位移进行记录, 通过将压力传感器读数相加换算成应力值, 利用百分表读数获得应变值, 最终获取到应力应变曲线。

图6为不同试样的单轴压缩曲线。从图6 (a) 、6 (b) 可以看出, 填料为碎石的格宾结构的轴向应力—应变曲线并不是直线, 填料为碎石的格宾结构在外荷载的作用下, 可分为几个阶段进行分析:①加载初期, 填料中有很大空隙, 载荷作用下, 填料空隙开始压密闭合。初期, 填料颗粒间的接触以点接触为主, 颗粒局部压应力较高, 容易破碎, 如图6 (a) 中的AB段所示;②填料压密实后呈现出弹性变形, 如图6 (a) 中BC段所示;③格宾内的填料具有非连续性, 在载荷不断变大时, 颗粒接触关系不断变化, 部分粒径较大者被压碎, 颗粒间重新排列, 变得更加密实, 这个排列过程随载荷的增大不断调整并适应, 如图6 (a) 中的CD段曲线所示;④随着载荷的进一步增加, 试样的局部变形超过了铁丝的抗拉强度而被破坏。考虑试验条件和工程实际, 试样变形达到20%时, 就停止了加载, 认为试样已经被破坏。

由图6 (b) 可以看出, 碎石填料的试样在不同颗粒级配下各阶段的强度是不同的, 没有遵循一定规律。AB段内在应变相同条件下S2的应力值最大;BC段内在应变相同条件下S2的应力值最大;CD段内在应变相同条件下S4的应力值最大。在实际工程应用中, 压密阶段和弹性阶段的承载力已经远远达到了工程所需, 因此在综合考虑实际工程应用中对格宾笼的强度和过水要求的情况下, 认为S2是较理想的构件。

对图6 (c) 中各个构件的应力—应变曲线进行分析可以看出, 填料煤矸石的试样没有明显的以上几个阶段, 分析主要原因为煤矸石的抗压强度较低。在应变相同情况下, 应力随着小粒径煤矸石的增加不断增大, 曲线并没有明显的压密、弹性、阶梯形上升状阶段。分析发现:煤矸石仅需很小载荷就被压坏, 部分被挤压出格宾网, 加载后期的承载力是由填料和格宾网两者共同作用的。虽然煤矸石在被破坏之后强度仍然满足工程要求, 但是存在竖向变形过大、易风化和风化后强度太低问题。

从图7可以看出, 在颗粒级配相同条件下, 碎石填料试样强度要远远大于煤矸石填料的试样强度, 并且二者的应力差随应变的增大而增大。由此可知, 填料的强度直接关系着格宾结构的整体强度。

综上所述, 在实际工程中格宾结构填料采用碎石, 考虑到结构强度及过水性的要求, 碎石构件为较理想的构件。

3 工程应用

赵固二矿铁路桥 (箱式结构) 处于采空区上方, 根据同采区观测资料预测, 其最终下沉将大于7 m, 最大不均匀沉降大于2 m。为保证回采期间矿区铁路的正常运输, 拟对其采动扰动影响下的铁路桥地基进行加固, 采用碎石格宾石笼对其进行加高, 采用钢筋混凝土框架对铁路桥进行加固。加高方案设计如图8所示。

具体方案为:桥梁下沉不到1 m时, 采用石笼格宾结构 (具有柔性及渗透性) 来加固加高;下沉高度在1~6 m范围时, 通过石笼加高和轨面调整, 直至沉降高度达到6 m;箱体下沉到6 m后, 将石笼结构拆除, 随着箱体下沉, 逐步加高箱体直到完成。加固工程采用材料具体技术参数见表2。

现场监测表明:采用组合加固技术后, 全桥最大下沉量为2.153 m, 最小下沉量为1.285 m, 取得了良好的应用效果。

4 结论

(1) 宾格石笼中小粒径占的比例越少, 其空隙率越大, 渗透性系数越大, 水的流速也就越大。填料为煤矸石的宾格结构的空隙率要比同级配填料为碎石的宾格结构大0.1左右。

(2) 填料为碎石的格宾结构, 当变形达到20%时, 碎石格宾结构向两侧鼓胀, 最大鼓胀量在格宾结构的中部, 但整体结构未被破坏;煤矸石的格宾结构, 当变形达到20%时, 部分煤矸石被压碎, 格宾结构向两侧鼓胀, 但其鼓胀量相比碎石格宾结构要小。

(3) 在应变相同情况下, 应力随着小粒径煤矸石的增加不断增大, 曲线并没有明显的压密、弹性、阶梯形上升阶段。煤矸石填料的格宾网, 加载后期的承载力是由填料和格宾网两者共同作用的。

(4) 在颗粒级配相同条件下, 碎石填料试样强度要远远大于煤矸石填料的试样强度, 并且二者的应力差随应变的增大而增大。在实际工程中格宾结构填料采用碎石, 考虑到结构强度及过水性要求, 级配S2格宾结构效果较好。

参考文献

[1]伏永朋, 赵欣, 潘伟, 等.格宾技术在长江三峡三斗坪镇护岸防治工程中的应用[J].地质灾害与环境保护, 2006 (2) :49-53.

[2]徐峰, 何小花, 蔡联鸣.柔性防护结构在长港河道整治工程中的应用[J].水电与新能源, 2013 (6) :76-78.

[3]张洪庆, 吴玺, 滕怀群, 等.格宾系列结构在海岸防护工程中的应用[J].海河水利, 2009 (6) :65-66, 68.

[4]侯兴杰, 彭立, 黄向京.格宾成套防护技术在山西省闻喜至济源高速公路中的应用与研究[J].公路工程, 2011 (5) :52-56.