浅析玻纤土工格栅的蠕变特性

加筋土结构中的筋材，在长期稳定拉伸力的作用下，会发生蠕变变形，变形将会随着时间的增大而不断增大，如果蠕变变形超过允许值，就会引起加筋土结构的破坏。在冬季，北方寒冷地区的土壤温度长时间处于0 ℃～-20 ℃，在这样的温度下使用格栅，就必须考虑低温对格栅蠕变性能的影响。-20 ℃、-10 ℃、0 ℃和20 ℃等不同温度下玻纤格栅的蠕变试验表明：玻璃纤维土工格栅在负温时的蠕变量明显小于其在常温下的蠕变量；相同温度下，荷载水平越高其达到稳定时的蠕变量也越大；相同荷载水平下，温度越低其达到稳定时的蠕变量也越小；负温时的蠕变变形随荷载增加的速率要明显低于常温20 ℃的情况，同时基本上符合温度越低，速率增长越慢的规律。

玻纤土工格栅具有网状结构，埋入土中后，土料即可嵌入格栅的网格中。土料与格栅表面的摩擦及其受拉时节点的被动阻抗作用，可以大大增加土体的稳定性，因而在加筋土工程中常将土工格栅作为加筋材料在加筋土工程中应用，玻璃纤维土工格栅（以下简称玻纤格栅）就是其中之一。更多研究学者认为预测土工合成材料筋材的长期蠕变对于结构的安全性、经济性至关重要。正因如此，许多学者都对格栅的蠕变特性进行了研究，大量的研究集中在常温条件下，塑料土工格栅的蠕变特性、本构模型以及蠕变行为预测方程上取得了许多的成果，而其他类型格栅和极端温度条件下的格栅蠕变特性则很少涉及。结合我国北方寒冷地区的加筋土结构的工作特性，对比了TGDG25型塑料土工格栅在-20 ℃和20 ℃条件下的蠕变特性，观察到在-20 ℃ 状态下，仅100余小时，变形就趋于稳定，且伸长率不足2.5%；而在20 ℃状态下，1 000 h后，变形仍没有稳定迹象，此时伸长率已接近14%，从而认为塑料土工格栅蠕变性能受温度影响很大。还研究了S5050型涤纶土工格栅在-20 ℃和-10 ℃的蠕变特性，发现负温环境条件下，S5050型涤纶土工格栅的蠕变量明显低于其在常温条件下的蠕变量，且温度越低蠕变量越小。

通过对玻纤格栅R2522-A蠕变特性的研究，可以得出以下结论：（1）玻纤土工格栅在负温时的蠕变变形明显小于其在常温下的变形，达到稳定时的蠕变变形与常温20 ℃相比减少了1.5倍左右；（2）相同温度下，荷载水平越高其达到稳定时的蠕变量也越大；相同荷载水平下，温度越低其达到稳定时的蠕变量也越小，实测数据表明，-20 ℃时达到稳定时的蠕变变形，还不到20 ℃时的蠕变变形的50%；（3）负温时的蠕变变形随荷载增加的速率要明显低于常温20 ℃，同时基本上符合温度越低，速率增长越慢的规律。