【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于土工材料领域，涉及一种三维土工格栅及其制备方法。
技术介绍
1、土工格栅作为一种性能优异的土工合成材料，在公路路基与边坡的加筋、坝体的抗震加固、导水排水等诸多方面应用广泛。土工格栅按其原料常分为塑料土工格栅、玻璃纤维土工格栅、钢塑土工格栅等，其中研究与应用最多的是塑料土工格栅，如聚乙烯土工格栅、聚丙烯土工格栅和聚酯土工格栅等，主要是通过单向、双向或是多向拉伸定型后形成的片网状结构。
2、常使用的传统土工格栅属于二维结构，为实现增强加固的功能，常根据实际施工要求而铺设多层，而由于使用环境的不同，各层土工格栅的间距由几十厘米到数米不等，但是，各层之间没有连接，彼此独立，造成土工格栅无法协同受力。
3、另外，在实际的公路路基应用时，作用于路基的力可以分解为水平方向的力和垂直方向上的力。一般情况下，水平方向的载荷对路面影响较小，而在垂直方向上，路面受到车辆的压力不可避免的会发生弯沉现象。此时，传统的二维土工格栅之间由土填充，它们相互独立，缺乏有效的支撑结构，对于垂直方向的应力难以起到有效的防护。
4、为了解决上述存在的问题，现有技术提供了三维土工格栅，与传统的土工格栅相比，引入的额外约束效应和被动阻力，使土工格栅在垂直方向产生联系，从而更好地分散受力，提高承载能力，提高加筋性能。
5、例如，文献1(behaviour of model square footing resting on sandreinforced with three-dimensional geogrid
6、文献2(modeling of the cyclic behavior of shallow foundations restingon geomesh and grid-anchor reinforced sand[j].geotextiles&geomembranes,2011,29(3):242-248.)在六边形格栅节点上绑扎立方体制备了一种三维土工格栅，研究表明这种三维土工格栅的加固可以减少地基的基础沉降，沉降量分别比未加筋六边形格栅减少30％。这表明三维立体土工格栅结构能更加有效的提高承载力、限制侧向位移并降低竖向沉降。
7、文献3(protection of buried pipelines using a combination of geocelland geogrid reinforcement:experimental studies[j].geotechnical specialpublication(2014).)将土工格室放置在水平格栅上方，形成一个整体加筋体(即形成三维土工格栅)，评估了土工格室与土工格栅组合加固系统在保护地下公用设施和埋地管线中的适当性，发现土工格栅加筋与土工格栅加筋的组合使用，与未加筋的河床相比，显著降低了管道的变形。在所有测试深度(深度从1b到2b)，与未加筋的情况相比，加筋后(文献3中未加筋指的是没有添加土工格栅的情况，加筋为添加了三维土工格栅)的压力降低了50％以上，应变值降低了40％以上。在有土工格室和土工格栅存在的情况下，在基础以下1.5b深度以上，管道的压力几乎可以忽略不计，这表明，土工格室和土工格栅加固的提供显着降低了管道的放置深度。由此可知，三维立体土工格栅结构能更加有效的扩散地基中的应力、均化应力分布。
8、但是现阶段所研究的三维土工格栅仍存在着诸多问题：
9、(1)三维土工格栅造型复杂，制备困难，一般是手工制备，没有合适的方法进行量产，成本较高；
10、(2)三维土工格栅铺设时，压实回填土的过程中会受到较大的垂直压力，刚性较大的三维土工格栅容易受压而受到损伤；
11、(3)现阶段的三维土工格栅由于其结构导致不可弯折，运输与铺设都较为困难。
12、因此，研究一种三维土工格栅及其制备方法，以解决上述问题，具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述提出的问题，提出了一种三维土工格栅及其制备方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种三维土工格栅，包括二维土工格栅和连接支撑件；
4、连接支撑件包括多个支撑柱、第一圆形盖板、第二圆形盖板、连接在支撑柱上端的第一圆形底板和连接在支撑柱下端的第二圆形底板；第一圆形底板和第二圆形底板上均开设有多个通孔；第一圆形盖板下表面设置有与第一圆形底板上设置的通孔以卡扣方式相配合的多个凸起；第二圆形盖板上表面设置有与第二圆形底板上设置的通孔以卡扣方式相配合的多个凸起；
5、二维土工格栅的数量为2，一个二维土工格栅位于第一圆形底板的上方，另一个二维土工格栅位于第二圆形底板的下方，且第一圆形底板和第二圆形底板上的通孔分别与相贴近的二维土工格栅的十字空白处相对应；
6、第一圆形盖板上的多个凸起由位于第一圆形底板上方的二维土工格栅的十字空白处向下穿入第一圆形底板上的多个通孔，第二圆形盖板上的多个凸起由位于第二圆形底板下方的二维土工格栅的十字空白处向上穿入第二圆形底板上的多个通孔；
7、支撑柱、第一圆形底板和第二圆形底板的材质为弹性材料，第一圆形盖板与第二圆形盖板采用的是刚度较大的材料，如pla。
8、作为优选的技术方案：
9、如上所述的一种三维土工格栅，支撑柱的数量为4，4个支撑柱均匀分布在第一圆形底板和第二圆形底板之间；
10、支撑柱为v型结构，且弯折方向朝外；支撑柱之所以设计成v型结构，主要是考虑到土工格栅在路面起加筋作用时，除了会受到垂直方法的应力还会受到水平方向的应力，如此设计使得连接支撑件能够在两种受力情况下均具有较好的承载能力与回复性能。
11、如上所述的一种三维土工格栅，每个凸起由1/4圆柱和三棱柱构成，三棱柱连接在1/4圆柱的弧面上；第一圆形底板和第二圆形底板上设置的通孔的形状与凸起一致。
12、本专利技术还提供如上所述的一种三维土工格栅的制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种三维土工格栅，其特征在于：包括二维土工格栅和连接支撑件；
2.根据权利要求1所述的一种三维土工格栅，其特征在于，支撑柱的数量为4，4个支撑柱均匀分布在第一圆形底板和第二圆形底板之间；
3.根据权利要求1所述的一种三维土工格栅，其特征在于，每个凸起由1/4圆柱和三棱柱构成，三棱柱连接在1/4圆柱的弧面上；第一圆形底板和第二圆形底板上设置的通孔的形状与凸起一致。
4.一种三维土工格栅，其特征在于：包括二维土工格栅和连接支撑件；
5.根据权利要求4所述的一种三维土工格栅，其特征在于，支撑柱的数量为4，4个支撑柱均匀分布在第一圆形底板和第二圆形底板之间；
6.根据权利要求5所述的一种三维土工格栅，其特征在于，每个凸起由1/4圆柱和三棱柱构成，三棱柱连接在1/4圆柱的弧面上；第一圆形底板上设置的通孔的形状与凸起一致。
7.如权利要求1～3任一项所述的一种三维土工格栅的制备方法，其特征在于：首先铺设第一层二维土工格栅，将组装好的第一圆形底板、第二圆形底板和多个支撑柱置于第一层二维土工格栅上，使第一圆形底板上的通孔
8.如权利要求4～6任一项所述的一种三维土工格栅的制备方法，其特征在于：首先铺设第一层二维土工格栅，将组装好的第一圆形底板、第二圆形底板和多个支撑柱置于第一层二维土工格栅上，使第二圆形底板上的L型凸起结构与第一层二维土工格栅的十字空白处相对应，并旋转至L型凸起结构卡在第一层二维土工格栅上，然后在第二圆形底板上方铺设第二层二维土工格栅，使第二圆形底板上的通孔与第二层二维土工格栅的十字空白处相对应，最后将第一圆形盖板上的凸起对应插入到第一圆形底板上的通孔，制得三维土工格栅。
...【技术特征摘要】
1.一种三维土工格栅，其特征在于：包括二维土工格栅和连接支撑件；
2.根据权利要求1所述的一种三维土工格栅，其特征在于，支撑柱的数量为4，4个支撑柱均匀分布在第一圆形底板和第二圆形底板之间；
3.根据权利要求1所述的一种三维土工格栅，其特征在于，每个凸起由1/4圆柱和三棱柱构成，三棱柱连接在1/4圆柱的弧面上；第一圆形底板和第二圆形底板上设置的通孔的形状与凸起一致。
4.一种三维土工格栅，其特征在于：包括二维土工格栅和连接支撑件；
5.根据权利要求4所述的一种三维土工格栅，其特征在于，支撑柱的数量为4，4个支撑柱均匀分布在第一圆形底板和第二圆形底板之间；
6.根据权利要求5所述的一种三维土工格栅，其特征在于，每个凸起由1/4圆柱和三棱柱构成，三棱柱连接在1/4圆柱的弧面上；第一圆形底板上设置的通孔的形状与凸起一致。
7.如权利要求1～3任一项所述的一种三维土工格栅的制备方法，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵光伟，贺秋森，蒋金华，陈南梁，邵慧奇，傅婷，毕思伊，张廉登，王迎澳，张鑫，黄文龙，李志豪，潘俊杰，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：
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