[发明专利]一种双鞍型锁扣双向注塑拉伸带土工格栅及其施工方法

权利要求书

1.一种双鞍型锁扣双向注塑拉伸带土工格栅，其特征在于，包括注塑拉伸带横肋(1)、注塑拉伸带纵肋(2)和格栅节点(3)，所述注塑拉伸带横肋(1)和所述注塑拉伸带纵肋(2)垂直交叉设置且所述格栅节点(3)安装在交叉处，所述格栅节点(3)采用双鞍型锁扣。

2.根据权利要求1所述的一种双鞍型锁扣双向注塑拉伸带土工格栅，其特征在于，所述注塑拉伸带横肋(1)和所述注塑拉伸带纵肋(2)均采用聚丙烯、增强碳纤维粉和炭黑材料经过高温拉伸工艺复合成型。

3.根据权利要求2所述的一种双鞍型锁扣双向注塑拉伸带土工格栅，其特征在于，所述双鞍型锁扣采用高密度聚乙烯和炭黑材料经过热塑冲压工艺复合成型。

4.根据权利要求3所述的一种双鞍型锁扣双向注塑拉伸带土工格栅，其特征在于，所述双鞍型锁扣表面设置有纹理和圆形凹槽，纹理和圆形凹槽用于增加所述双鞍型锁扣与土体之间的摩擦系数。

5.根据权利要求4所述的一种双鞍型锁扣双向注塑拉伸带土工格栅，其特征在于，所述注塑拉伸带横肋(1)和所述注塑拉伸带纵肋(2)围成腔体，所述腔体内设置有夹层填料(5)。

6.一种双鞍型锁扣双向注塑拉伸带土工格栅的施工方法，其特征在于，包含以下操作步骤：

A.工程勘察：对实际工程中的土体进行勘察，采集现场数据，以便进行试验；

B.注塑拉伸带横、纵肋的承载力计算：利用土工格栅进行拉拔试验及直剪试验，对实际工程进行模拟试验，从而确定注塑拉伸带横肋和注塑拉伸带纵肋受力情况；

先根据公式进行微元体的应变量计算，在通过筋土界面相互作用进行如下后续计算：

根据数学几何关系和有限差分法，建立微元体的应变函数方程，将测点的应变量带入公式，求出测点处的位移；

根据单轴拉伸试验全应力应变曲线，建立单轴拉伸试验全应力σ(x)方程，拟合土工材料的σ-x曲线方程；

根据直剪试验剪应力-位移曲线，建立直剪试验剪应力τ(x)方程，拟合剪应力与位移的τ-s曲线方程；

对σ(x)方程及τ(x)方程进行积分，求得剪应力及轴向力关系，从而确定注塑拉伸带纵肋的极限承载力，并将结果带入力学平衡方程，根据拉拔试验结果注塑拉伸带横肋极限承载力，从而求得此工程地质条件下加入土工格栅后土工格栅注塑拉伸带横、纵肋极限承载力；

C.根据计算数据进行注塑拉伸带横、纵肋的设计与制备：根据试验数据及计算结果对注塑拉伸带横、纵肋条进行设计，并进行不同极限承载力的肋条工艺设计，准备好制备双鞍型锁扣双向注塑拉伸带土工格栅所需的原材料聚丙烯、增强碳纤维粉、高密度聚乙烯和炭黑，采用双螺旋熔融共混挤出设备造粒，采用注塑法制备标准塑料拉伸试件，通过研究主辅料配比、温度、熔融次数、注塑成型压力，得到相关工艺参数对共混聚合物性能的影响，选择力学特性显著和稳定的配比和工艺参数，对材料进行原材料配比控制从而生产不同极限承载力的横纵肋条，并将双鞍型锁扣与注塑拉伸带横、纵肋注塑成型；

D.现场施工：将双鞍型锁扣双向注塑拉伸带土工格栅抗拉强度高的一侧垂直于路堤轴线铺设，要求铺设在密实、平整的地基或填土层上，地基或填土层表面严禁有碎石、块石或其他尖锐突出物，将双鞍型锁扣双向注塑拉伸带土工格栅拉紧绷直后，采用U形钉将格栅固定于土层表面。

7.根据权利要求6所述的一种双鞍型锁扣双向注塑拉伸带土工格栅的施工方法，其特征在于，拉拔试验中拉拔力的计算公式如下：

F_总＝F_横a+F_横b+F_纵，

式中，F_总为拉拔力，F_纵为注塑拉伸带纵肋上的摩擦阻力，F_横a为注塑拉伸带横肋上的摩擦阻力，F_横b为注塑拉伸带横肋上的阻挡力。

8.根据权利要求6所述的一种双鞍型锁扣双向注塑拉伸带土工格栅的施工方法，其特征在于，微元体的应变量两个计算公式如下：

式中，ε(x)为微元体的应变；dx为微元体的位移；d_u(x)微元体的位移；

式中，x_i+1为机敏土工格栅上测试点i+1与拉拔端之间的距离，U_i+1-U_i为土工格栅的位移量；ε_i+1(x)为微元体的应变；

根据微元体的应变量两个计算公式之间的数学几何关系和有限差分法，建立微元体的应变函数方程，将测点的应变带入公式，求出测点处的位移。