CN102016182A - 用于加筋土结构中的柔性加固带 - Google Patents
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Abstract
一种用于加筋土结构中的，具有基本上恒定厚度e的柔性加固带(10)，其包括基本上由纤维增强的聚合物基体构成的中间部分(100)，所述部分纵向布置以承受张力，以及至少一个宽度变化的侧边部分(105)，其包括沿着中间部分(100)以连续的材料布置的多个片段(110，120，130)。相关的结构。制造这样的加固带的方法。
Description
本发明涉及用于加筋土结构中的柔性加固带，以及这样的用于建造加筋土结构的加固带的使用。
加筋土结构结合有夯实回填土，面板，以连接到或者不连接到面板上的加筋材料。
有多种类型的加筋材料可供使用：比如由镀锌钢材制成的硬金属带；比如基于聚酯纤维的柔性加固带。这些加筋带以一定的密度设置在填土中，该密度取决于施加到该结构的应力，即由填土和加筋材料之间的摩擦力作用于地面的推力。
面板通常由厚片或大块形式的预制混凝土元件制成，这些元件并列排列以覆盖该结构的前端面。
柔性加筋带通常以大约3-10米长的带状形式提供，但是稍短或稍长都可以使用。加筋带的宽度范围通常为4-6厘米，但也可以使用宽度范围高达10厘米或25厘米或者更宽的加筋带。它们的厚度是不同的，例如从大约1毫米到几厘米，通常范围为1-6毫米之间。
加固带的作用在于通过填料或者填土传导压力，从而分散荷载。
尤其是，需要在加筋带和铺设在该加筋带上的回填土之间传递压力。因此，加筋带必须具有足够的表面积，从而其摩擦力能够形成所需的单位长度的剪切强度。
进一步，且优选地，加筋带能够在其整个长度上传递载荷并因此具有优良的抗拉强度。
尤其为了减少用于加固结构所需的加筋材料的数量和/或增加结构的强度，所提出的方法着眼于增加加筋材料和填土之间的摩擦力。
法国专利文献FR 2325778公开了几种金属加筋材料，其中连续的肋条增加了填土和加筋材料之间的摩擦系数。
欧洲专利文献EP 0818577公开了几种柔性加筋材料，其具有拉长的但不是平坦的核心元件，从该核心元件上突起的挡土节围绕该核心元件。
这些解决方法，尽管确实增加了填土和加筋材料之间的摩擦系数，但是也具有一些不足。特别是，由此提出的加筋材料操作起来很笨拙，并且存在着突起的元件，这意味着它们必须被放平运输。它们还很难堆叠。
本发明的一个目的旨在提供一种解决方式，使得加筋材料易于操作，同时增加填土和加筋材料之间的摩擦系数。
因此，本发明提出了一种用于加筋土结构中，具有基本上恒定厚度e的柔性加固带，其包括纵向延伸以承受张力的中间部分，和至少一个宽度变化的侧边部分，该侧边部分包括沿着中间部分，以连续的材料布置的多个片段。
有利地，根据本发明的加固带可以卷起来，因此使其易于存放、运输和安装，比如当需要将其铺设在一些回填材料上时，通过将所述加固带就地解开即可。
在本发明的上下文中，“纵向延伸以承受张力的中间部分”应被理解为是指加固带的一部分，其在纵向的方向上，沿着所述加筋带的纵向轴线延伸。这个部分沿着所述加筋带的整个长度都是连续的材料，从而能够承受张力。为了更加优化，所述部分的宽度在所述加筋带的整个长度上都是基本上恒定的。
“侧边部分”应被理解为是指加固带的一部分，其设置在纵向延伸以承受张力的中间部分的一侧和/或另一侧上。
诸如这样的根据本发明的侧边部分，其宽度是变化的且包括多个片段。这些片段可沿着用来承受张力的中间部分的整个长度设置，或者仅沿着这个部分的局部设置。侧边部分宽度的变化至少是由于所述片段的存在而引起的，但也可能是侧边部分的其它局部具有变化的宽度。
显而易见的是，宽度的概念是指沿着垂直于纵轴线和垂直于穿过加筋带厚度轴线的这一轴线的距离。
“基本上恒定的厚度”应被理解为是指厚度在加固带的整个宽度上和整个长度上的变化都非常小。然而，厚度的最小变化可能会由于在如挤压工序中的加工参数的波动引起的。
“片段”应被理解为是指沿着用来承受张力的部分，以连续的材料布置的部分原料，其中侧边部分的宽度至少在所述侧边部分的两个连续片段之间的一些点上为零。因此，侧边部分的宽度在0和片段的最大宽度之间变化，片段的最大宽度处为具有片段的侧边部分区域。
这些片段可以具有多种形状。通常，片段至少具有平行于纵向轴线的直线部分形状的外形。优选地，两个连续直线部分的间隔长度至少等于其自身的长度。
该片段可以是恒定宽度的，即它们可以是正方形或长方形，或者它们的宽度可以变化的。
优选地，片段均匀地沿纵轴线分布，更具体的，所有片段都沿着柔性加筋带的纵轴线分布。
然而，柔性加筋带可包括两个部分，一个具有侧边片段的部分，和另一个具有恒定宽度1且不具有侧边片段的部分。
根据本发明的柔性加固带还可以具有一个或多个下述可单独考虑或以任何可行方式组合的可选特征：
-中间部分，基本上由纤维增强的聚合物基体组成；
-宽度变化的侧边部分，不包含有纤维；
-宽度变化的侧边部分，布置在承受张力的部分的各侧；
-宽度变化的侧边部分的每个片段的最大宽度小于或等于用来承受张力的部分的宽度；
-宽度变化的侧边部分的片段为平行六边形形状，比如为梯形；
-宽度变化的侧边部分的片段为三角形；
-宽度变化的侧边部分的片段的形状包括弯曲的部分，这些弯曲部分将承受张力的中间部分连接到平行于所述中间部分的直线部分；
-宽度变化的侧边部分的片段延伸中间部分长度的20-80％。
本发明还涉及一种柔性加固带卷盘，其包括芯部件，根据本发明的柔性加固带卷绕在其上。
本发明还涉及一种制造柔性加固带的方法，其中，提供具有基本上恒定厚度和恒定宽度的柔性加固带，尤其是通过挤压方式制得的柔性加固带，并且至少沿着一个纵向边缘切割材料的片段，以形成多个片段。
根据另一个实施例，通过挤压头对可挤压材料进行挤压，其中，挤压头基本上为矩形，其最短的尺寸对应于柔性加固带的所需厚度，而其最长的尺寸是可以改变的，从而在挤压过程中改变所述挤压头的截面以形成多个片段。
根据另一个实施例，通过挤压头对可挤压材料进行挤压，其中，挤压头基本上为矩形，其最短的尺寸对应于柔性加固带的所需厚度，而其最长的尺寸对应于加固带的最大宽度，并且所述挤压头在挤压过程中在其最长尺寸方向上来回移动，以形成多个片段。
根据另一个实施例，通过挤压头对可挤压材料进行挤压，其中，挤压头基本上为矩形，其最短的尺寸对应于柔性加固带的所需厚度，而其最长的尺寸对应于加固带的最大宽度，如此挤压后的材料通过基本上为矩形的定型模具，该模具的最短尺寸对应于柔性加固带的所需厚度，而其最长尺寸对应于加固带的最大宽度，当挤压后的材料通过定型模具时所述定型模具在其最长尺寸方向上来回移动，以形成多个片段。
根据另一个实施例，通过挤压头对可挤压材料进行挤压，其中，挤压头基本上为矩形，其最短的尺寸对应于柔性加固带的所需厚度，而其最长尺寸对应于加固带的中间部分的宽度，而侧边片段是通过比如通过缝合、焊接或者粘接等方式连接上去的。
根据另一个实施例，对可挤压材料进行挤压以形成加筋带的中间部分，该中间部分然后被放置在模具中，可挤压材料被加入到模具中并以这样的方式形成侧边片段并且通过比如焊接的方式进行连接。
可挤压材料可以是聚合物基体，其中插入连续纤维，在挤压过程中所述连续纤维保持张力，以增强柔性加固带纵向布置的部分以承受张力。
本发明还涉及加筋土结构，其包括至少一个根据本发明的加固带。
本发明的更进一步的主题是提供一种筑造加筋土结构的方法，其中面板铺设在该结构的前端面，限定了回填的体积，加筋材料设置在所述体积的区域内，回填材料被填入到所述体积中并被压紧，其中所述加筋材料包括至少一个根据本发明的加固带。
根据一个实施例，设置加筋材料的步骤包括从卷盘上解开所述加筋材料的步骤。
通过阅读以下的仅作为示例性的说明并参考附图，将更好地理解本发明，其中：
-图1为根据本发明柔性加固带的第一实施例的示意性透视图；
-图2为根据本发明柔性加固带的第二实施例的示意性透视图；
-图3为根据本发明柔性加固带的第三实施例的示意性透视图；
-图4为根据本发明的加筋土结构在建造过程中的横截面示意图。
为清楚起见，呈现在附图上的各组成部分不需要按比例描绘。在这些附图中，同样的附图标记对应于相同的元件。
图1示出了根据本发明的柔性加固带10的第一实施例的透视图。
聚合物基体是，比如，基于聚乙烯、聚丙烯、PVC的材料。
纤维优选为聚合物纤维，比如基于聚酯、聚酰胺或聚烃烯的纤维。金属纤维或天然纤维，比如那些基于可添加到聚合物纤维中的大麻纤维的纤维。优选的是，聚合物纤维是连续纤维。
加固带10的厚度为e，其整个宽度以及沿着纵向轴线，厚度都是基本上恒定的。其由以下部分组成：纵向延伸以承受张力的中间部分100，以及两个对称的侧边部分105，在中间部分100两侧各设置一个。每个侧边部分105包括多个沿着纵向轴线均匀布置的片段110。每个片段110包括一个直线部分112和两个弯曲部分114，该弯曲部分将直线部分112的端部连接到零-宽度的侧边部分区域。
此处示出的部分114为圆弧。中间部分100沿着纵轴线方向上的宽度l1是恒定的，而每个侧边部分105的宽度在0和l2、l3之间连续变化，其中l2、l3对应于片段的最大宽度，而该片段最大宽度为对应于直线部分112的区域。根据一个实施例，l2等于l3。柔性加筋带的最大宽度为l，其中l＝l1+l2+l3，而其最小宽度是l1。
片段110以恒定间距P，沿着纵向轴线分布，P＝d1+d2，其中d1对应于直线部分112的长度，d2对应于两个连续的直线部分112的两个连续端部之间的距离。
图2示出了根据本发明的柔性加固带的另一个实施例的透视图，其选择了不同形状的片段。图1中的片段110在图2中替换为120。片段120为梯形，其直线部分122以平行于纵向轴线方向延伸，且其中两个直线部分125，126以一定角度将直线部分112的端部连接到沿着直线部分124延伸的零-宽度的侧边部分区域。
片段120以恒定间距P，沿着纵向轴线分布，P＝d3+d4+d5+d6，其中d3和d5对应于在成角度部分126和125的纵向轴线上的突起物的长度，d4对应于直线部分124的长度，d6对应于直线部分122的长度。
在图1和2中示出的加固带可以通过切入宽度为l的加筋带的边缘，以移除片段110或120之间的材料的方式得到。
还可以通过变化挤压头的宽度，使用直接挤压的方式来制造这些加筋带，在挤压操作过程中挤压头的宽度在l1到l之间连续变化。
图3示出了图2中柔性加固带的实施例的替换形式，其中片段130与片段120具有相同的几何形状，但没有沿着纵向轴线对称设置，而是在纵向方向上彼此偏离。在一个实施例中，侧边部分的最大宽度l2和l3是相同的，宽度变化的侧边部分105以这样的方式进行布置，加固带的宽度在其整个长度方向上是恒定的。
这样的加筋带可以通过切割宽度为l+l2的加筋带的边缘而得到。
然而，优选的是，通过直接挤压法生产这样的条带，在挤压加工的过程中来回移动具有固定宽度的挤压头以形成片段130。
本发明还涉及筑造加筋土结构的方法。
图4示出了这样的一个方法。一种夯实回填土21，根据本发明的加固带10分布其中，回填土21由面板23在结构的前侧被限定，并由地面25在后侧进行限定，其中面板23由并列布置的预制元件24构成。
为了赋予该结构一定的内聚力，加固带10可以连接到面板元件24上并可以在回填土21中延伸一定距离。这些加固带10对于增强设置在面板23后方的增强区域Z中的土壤起到一定的作用。
在该增强区域Z中，回填材料21非常牢固，因为其由加固带10进行增强。因此其能够承受住施加到该区域的剪切应力，该剪切应力是加固带10所经受的张力的结果。这个增强区域Z当然需要具有足够的厚度以能够将面板23保持在适当位置。
简单地将加固带连接到面板元件24的背部，这样使得面板保持压靠在可能具有庞大体积的回填土上。
在图4中所示结构的示意性构形中，加固带10设置为叠放在交替上升的结构高度的水平面上。
为了建造图4中所显示的结构，需要进行以下的流程：
a)安装一些面板元件24，从而随后可以填入一些回填材料至适当高度。通过公知的方式，面板元件的构建和定位可以通过设置在这些元件之间的组装部件而变得容易；
b)在已经填入的回填土中安装加固带10，对其施加轻微的张力；
c)在刚刚安装好的加固带10的上方填入回填材料，直至达到面板元件24后侧上的加固带10的下一高度。随着回填材料的填入，这些回填材料被逐渐压紧；
d)重复步骤a)到c)直到将填料填充到最高层。
应该要指出，多种替换形式可被应用于上面提及的结构体中以及应用到建造该结构体的方法中。
通过将根据本发明的柔性加固带连接到地面的墙壁25上，比如使用钩子、钉入墙壁25内的环或任何其他本领域技术人员公知的装置，使加固带固定在所述墙壁上的形式来使用该柔性加固带也是可行的。
本发明不受限于这些类型的实施例，本发明的描述是非限制性的，可以包括任何其他等同的实施方式。
Claims (20)
1.一种用于加筋土结构中的，具有基本上恒定厚度e的柔性加固带(10)，其特征在于，包括纵向延伸以承受张力的中间部分(100)，以及至少一个宽度变化的侧边部分(105)，该侧边部分包括多个沿着中间部分(100)，以连续的材料设置的片段(110，120，130)。
2.根据前述权利要求所述的柔性加固带(10)，其特征在于，中间部分(100)基本上由纤维增强的聚合物基体构成。
3.根据前述权利要求所述的柔性加固带(10)，其特征在于，宽度变化的侧边部分(105)不包含纤维。
4.根据前述任一权利要求所述的柔性加固带(10)，其特征在于，宽度变化的侧边部分(105)设置在中间部分(100)的每一侧。
5.根据前述任一权利要求所述的柔性加固带(10)，其特征在于，宽度变化的侧边部分(105)的每个片段(110，120，130)的最大宽度(l2，l3)小于或等于用来承受张力的部分的宽度(l1)。
6.根据前述任一权利要求所述的柔性加固带(10)，其特征在于，宽度变化的侧边部分的片段(120，130)为平行六边形形状，比如为梯形。
7.根据前述任一权利要求所述的柔性加固带(10)，其特征在于，宽度变化的侧边部分的片段的形状为三角形。
8.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的柔性加固带(10)，其特征在于，宽度变化的侧边部分的片段(110)的形状包括弯曲部分(114)，该弯曲部分将承受张力的中间部分(100)连接到平行于所述中间部分(100)的直线部分(112)。
9.根据前述任一权利要求所述的柔性加固带(10)，其特征在于，宽度变化的侧边部分的片段(110，120，130)延伸中间部分(100)长度的20-80％。
10.一种柔性加固带的卷盘，包括芯部件，根据权利要求1至9中任一权利要求所述的柔性加固带(10)卷绕在其上。
11.一种制造根据权利要求1至9中任一权利要求所述的柔性加固带(10)的方法，其中，提供大体上具有恒定厚度e和恒定宽度的柔性加固带，尤其是通过挤压方式获得的柔性加固带，并且至少沿着一个纵向边缘切割材料的片段，以形成多个片段(110，120，130)。
12.一种制造根据权利要求1至9中任一权利要求所述的柔性加固带的方法，其中，通过挤压头对可挤压材料进行挤压，该挤压头基本上为矩形，其最小尺寸对应于所述柔性加固带的所需厚度e，而其最长尺寸是可变化的，从而在挤压过程中改变所述挤压头的截面以形成多个片段(110，120)。
13.一种制造根据权利要求1至9中任一权利要求所述的柔性加固带(10)的方法，其中，通过挤压头对可挤压材料进行挤压，该挤压头基本上为矩形，其最小尺寸对应于所述柔性加固带的所需厚度e，而其最长尺寸对应于加固带的最大宽度1，并且所述挤压头在挤压过程中在其最长尺寸的方向上来回移动以形成多个片段(130)。
14.根据权利要求12或13所述的制造柔性加固带(10)的方法，其特征在于，可挤压材料为聚合物基体，其中插入连续纤维，所述连续纤维在挤压过程中保持张力以增强柔性加固带纵向布置以承受张力的部分(100)。
15.一种制造根据权利要求1至9中任一权利要求所述的柔性加固带(10)的方法，其特征在于，通过挤压头对可挤压材料进行挤压，该挤压头基本上为矩形，其最短尺寸对应于所述柔性加固带的所需厚度，而其最长尺寸对应于加固带中间部分(100)的宽度，并且，侧边片段通过例如缝合、焊接或者粘接的方式连接在该中间部分上。
16.一种制造根据权利要求1至9中任一权利要求所述的柔性加固带(10)的方法，特征在于，可挤压材料通过挤压以形成加固带的中间部分(100)，该中间部分随后被放置在模具中，可挤压材料被加入到模具中并以这样的方式形成侧边片段并且通过比如焊接的方式进行连接。
17.一种制造根据权利要求1至9中任一权利要求所述的柔性加固带(10)的方法，其特征在于，通过挤压头对可挤压材料进行挤压，该挤压头基本上为矩形，其最短尺寸对应于所述柔性加固带的所需厚度，而其最长尺寸对应于加固带的最大宽度，如此挤压后的材料通过基本上为矩形的定型模具，该模具的最短尺寸对应于柔性加固带的所需厚度，而其最长尺寸对应于加固带的最大宽度，且当挤压后的材料通过定型模具时，所述定型模具在其最长尺寸方向上来回移动，以形成多个片段。
18.一种加筋土结构，包括至少一个根据权利要求1至9中任一权利要求所述的加固带(10)。
19.一种建造加筋土结构的方法，其中，面板(23)布置在结构的前端面上，限定了待回填的体积，加筋材料(10)设置在所述体积的区域内，回填材料(21)被填入所述体积中并被压紧，其特征在于，所述加筋材料(10)包括至少一个根据权利要求1至9中任一权利要求所述的加固带(10)。
20.根据权利要求19所述的建造方法，其特征在于，设置加筋材料(10)的步骤包括从根据权利要求10所述的卷盘上解开所述加筋材料的步骤。
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