CN211421092U - 一种双向拉伸土体加筋格栅 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种双向拉伸土体加筋格栅，包括挤出板材冲压并双向拉伸形成的网孔、纵向筋条及横向筋条，其特点是：所述双向拉伸土体加筋格栅纵横两个方向的拉伸强度不同，所述双向拉伸土体加筋格栅的高强度方向筋条与低强度方向筋条的横截面积比为1:1～10:1。所述双向拉伸土体加筋格栅高强度方向与低强度方向的每米筋条数比为1.3:1～10:1。大幅度提高格栅产品在工程应用中主受力方向的力学性能，同时保证格栅产品在次受力方向上具有合适的力学性能；另外，大幅度提高格栅产品的抗扭刚度和网孔稳定性，从而提高基层加筋的效果。

Description

一种双向拉伸土体加筋格栅

技术领域

本实用新型属于土工材料技术领域，具体说是一种双向拉伸土体加筋格栅。

背景技术

拉伸塑料土工格栅是采用高密度聚乙烯或聚丙烯为原材料，经塑化挤出、冲孔、整体拉伸而成的平面网状结构土工格栅，分为单向和双向。双向拉伸土体加筋格栅主要用于公路、铁路等路堤边坡、地基处理等，可有效提高地基承载力。

目前市场上的整体拉伸双向格栅纵横向强度相等，且最大强度为50kN/m。而在实际很多工程中，50kN/m的土工格栅强度偏低，为了满足路基边坡深层滑动的稳定性，需要强度更高的土工格栅才能满足规范需要的稳定安全系数。而目前整体拉伸双向格栅的最高强度仅为50kN/m，所以，为了保证路基边坡的稳定性，工程中不得不采用把边坡坡度变缓或者采用额外的地基处理等方法。采用把边坡坡度变缓的方式就会增大占地面积、增加填筑土方的方量，既增加了工程造价又对环境造成破坏。如果采用地基处理的方法来提高边坡的稳定性，那么需要大大增加工程的造价。

现有的技术缺点是：

1）双向整体拉伸格栅的加筋性能优异，但目前强度最高50 kN/m，不满足特殊工程对高强双向格栅的需求。

2）土工格栅产品纵横向等同强度，不满足特殊工程对产品主要受力方向上要求高强度，另一方向强度要求不高的需求。且纵横等同强度也造成经济的浪费。

3）土工格栅产品的抗扭刚度和网孔稳定性低。

4）单向拉伸塑料土工格栅的纵向强度虽然很高，但是横向的强度却很低。不满足某些工程对横向强度也有要求的需求。道路工程中如果采用这种单向格栅，边坡深层滑动的稳定性可以得到保障，但是由于沿着道路的方向的格栅强度很低，在此方向上基本起不到约束路基填土变形的作用。道路在长期的交通荷载、填料自重以及其他外部因素作用下容易造成路基及路面的破坏，影响道路的使用。

中国专利（专利号：ZL201520171531.7）采用调整筋条厚度和长度方式，实现了纵横两个方向强度的差异。但该专利技术更适用于粘焊格栅，对于拉伸塑料土工格栅加工工艺上比较难以调整及实现，且该专利仅是横向强度>纵向强度。

如何设计一种双向拉伸土体加筋格栅，大幅度提高产品在工程应用中的主受力方向，同时保证了产品在次受力方向上，具有可靠的力学性能。大幅度提高格栅产品的抗扭刚度和网孔稳定性，从而提高了基层加筋的效果。这是本领域目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术存在的上述问题，提供一种双向拉伸土体加筋格栅及其制造方法，大幅度提高格栅产品在工程应用中主受力方向的力学性能，同时保证格栅产品在次受力方向上具有合适的力学性能；另外，大幅度提高格栅产品的抗扭刚度和网孔稳定性，从而提高基层加筋的效果。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种双向拉伸土体加筋格栅，包括挤出板材冲压打孔并双向拉伸形成的网孔、纵向筋条及横向筋条，其特征在于，所述双向拉伸土体加筋格栅纵横两个方向的拉伸强度不同，所述双向拉伸土体加筋格栅的高强度方向筋条与低强度方向筋条的横截面积比为1:1～10:1。

对上述技术方案的改进：所述双向拉伸土体加筋格栅高强度方向与低强度方向的每米筋条数比为1.3:1～10:1。

对上述技术方案的进一步改进：所述双向拉伸土体加筋格栅的纵向筋条及横向筋条的厚度均不大于所述纵向筋条与横向筋条交错节点处的厚度。

对上述技术方案的进一步改进：所述纵向筋条与横向筋条的厚度不同，所述纵向筋条与横向筋条交错节点处的厚度是纵向筋条和横向筋条中较厚筋条厚度的1～3倍，所述网孔的纵横向长度范围为：20～200mm。

对上述技术方案的进一步改进：所述网孔的纵横向长度范围为：20～200mm。

对上述技术方案的进一步改进：所述双向拉伸土体加筋格栅高强度方向的拉伸强度高于50kN/m，低强度方向的拉伸强度不低于10kN/m。

本实用新型的优点和积极效果是：

1.本实用新型土体加筋格栅产品的纵横向强度不等，且高强度方向的拉伸强度高于50kN/m，低强度方向的拉伸强度不低于10kN/m，本实用新型的双向拉伸土体加筋格栅的高强度方向筋条与低强度方向筋条的横截面积比为1:1～10:1。本实用新型与传统双向拉伸土体加筋格栅相比，可恰到好处地满足工程设计的需求，纵横向网孔结构大小可以满足不同工程填料的需求，节省产品成本，与传统产品相比，在最高强度一致时，成本降低25%以上。

2.本实用新型可以大幅提高双向拉伸土体加筋格栅的抗扭刚度和网孔稳定性，在纵横向拉伸强度之和相同时或同单位面积重量时，比传统产品提高50%以上。

3.由于本实用新型双向拉伸土体加筋格栅大大提高了一个主受力方向的强度，同时确保了另一个方向也具有较高的强度，从而使得通过采用强度较高的土工格栅就可以满足边坡的安全稳定性，而不再需要增大占地面积、增加填筑土方的数量、额外的地基处理措施等方法，这样不仅可以大大节省工程造价，而且可以有效减少对土地的侵占和填土的开挖破坏，最大程度地减少对自然环境的破坏，经济效益和社会效益显著。

4.本实用新型开发的双向不等强度的双向拉伸土体加筋格栅除了在纵向（或横向）上强度很高外，在横向（或纵向）上也有较高的强度，在道路工程中使用时，既能满足边坡深层滑动的稳定性，又能在沿着道路的方向上有效约束路基填土的变形，减少道路的破坏，大大提高道路工程的使用寿命，增加了道路的维护周期，有效减少了道路的维修维护费用，具有较高的经济效益。

附图说明

图1本实用新型一种双向拉伸土体加筋格栅的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图1的俯视图。

具体实施方式

以下对本实用新型作进一步详细说明：

参见图1-图3，本实用新型一种双向拉伸土体加筋格栅的具体实施方式，包括挤出板材冲压并双向拉伸形成的网孔3、纵向筋条2及横向筋条1，双向拉伸土体加筋格栅纵横两个方向的拉伸强度不同，所述双向拉伸土体加筋格栅的高强度方向筋条与低强度方向筋条的横截面积比为1:1～10:1。

优选地，上述双向拉伸土体加筋格栅高强度方向与低强度方向的每米筋条数比为1.3:1～10:1。

进一步地，上述双向拉伸土体加筋格栅的纵向筋条2及横向筋条1的厚度均不大于所述纵向筋条2与横向筋条1交错节点处的厚度。

再进一步地，上述纵向筋条2与横向筋条1的厚度不同，纵向筋条2与横向筋条1交错节点处的厚度是纵向筋条1和横向筋条2中较厚筋条厚度的1～3倍。上述网孔3的纵向长度a范围为：20～200mm，横向向长度b范围为：20～200mm。

以下为本实用新型双向拉伸土体加筋格栅的具体实施例：

参见图1-图3，本实用新型一种双向拉伸土体加筋格栅的实施例1，包括挤出板材冲压并双向拉伸形成的网孔3、纵向筋条2及横向筋条1，双向拉伸土体加筋格栅的纵向拉伸强度大于横向拉伸强度，所述双向拉伸土体加筋格栅的纵向筋条2与横向筋条1的横截面积比为1:1。双向拉伸土体加筋格栅的纵向筋条2与横向筋条1的每米筋条数比为5:1。上述纵向筋条2厚度等于横向筋条1的厚度，上述纵向筋条2与横向筋条1交错节点处的厚度是纵向筋条2或横向筋条1厚度的3倍。上述网孔3的纵向长度a为：90mm，横向向长度b为：20mm。

参见图1-图3，本实用新型一种双向拉伸土体加筋格栅的实施例2，包括挤出板材冲压并双向拉伸形成的网孔3、纵向筋条2及横向筋条1，双向拉伸土体加筋格栅的纵向拉伸强度大于横向拉伸强度，所述双向拉伸土体加筋格栅的纵向筋条2与横向筋条1的横截面积比为5:1。双向拉伸土体加筋格栅的纵向筋条2与横向筋条1的每米筋条数比为2:1。上述纵向筋条2厚度大于横向筋条1的厚度，上述纵向筋条2与横向筋条1交错节点处的厚度是纵向筋条2厚度的2倍。上述网孔3的纵向长度a为：100mm，横向向长度b为：60mm。

参见图1-图3，本实用新型一种双向拉伸土体加筋格栅的实施例3，包括挤出板材冲压并双向拉伸形成的网孔3、纵向筋条2及横向筋条1，双向拉伸土体加筋格栅的横向拉伸强度大于纵向拉伸强度，所述双向拉伸土体加筋格栅的横向筋条1与纵向筋条2的横截面积比为8:1。双向拉伸土体加筋格栅的横向筋条1与纵向筋条2的每米筋条数比为1.6:1。上述横向筋条1的厚度大于纵向筋条2的厚度，上述纵向筋条2与横向筋条1交错节点处的厚度是横向筋条1厚度的1倍。上述网孔3的纵向长度a为：60mm，横向向长度b为：120mm。

参见图1-图3，本实用新型一种上述双向拉伸土体加筋格栅的制造方法的具体实施方式，所述双向拉伸土体加筋格栅采用挤出板材冲头冲压打孔和纵横向拉伸工艺加工而成，所述冲头冲压和纵横向拉伸工艺包括如下步骤：

（1）将挤出板材由打孔机利用冲头打出冲孔；

（2）送入纵向拉伸机进行纵向拉伸，纵向拉伸倍率1.5～10，再由横拉机进行横向拉伸，横向拉伸倍率1.5～10，再冷却、切边整理后收卷，得到具有网孔、纵向筋条及横向筋条的双向拉伸土体加筋格栅。

优选地，上述冲头的最大外形尺寸范围为2～20mm；冲头的最大外形尺寸与挤出板材厚度比不低于0.3。

具体而言：所述网孔3形状为矩形，四角为圆弧形，所述网孔3的纵向尺寸为a，所述网孔3的横向尺寸为b，所述冲头端面的纵向尺寸为a1，所述冲头端面的横向尺寸为b1，所述冲孔的纵向间距为a2，所述冲孔的横向间距为b2；所述双向拉伸土体加筋格栅纵横向强度比例为c，纵向拉伸倍率为5～10，横向拉伸倍率为5～10。

上述冲头纵向尺寸a1=a/10～a/5，所述冲头横向尺寸b1=b/10～b/5；

上述冲孔的排布为：冲孔的纵向间距a2大于冲头端面的纵向尺寸a1，冲孔的横向间距b2=b1+bc（a2-a1）/a。

进一步地，若加工后的所述双向拉伸土体加筋格栅高强度方向的拉伸强度与低强度方向的拉伸强度比例与工艺设计值略有偏差，通过增加冲头横向尺寸b1或减少冲孔横向排布b2，减少所述双向拉伸土体加筋格栅的纵向拉伸强度，或通过减少冲头横向尺寸b1或增加冲孔横向排布b2，增加所述双向拉伸土体加筋格栅的纵向拉伸强度；或者，通过增加冲头纵向尺寸a1或减少冲孔纵向排布a2，减少所述双向拉伸土体加筋格栅的横向拉伸强度，或通过减少冲头纵向尺寸a1或增加冲孔纵向排布a2，增加所述双向拉伸土体加筋格栅的横向拉伸强度。

再进一步地，若整体增大或减少所述双向拉伸土体加筋格栅纵横双向的拉伸强度，通过成比例的增加或减少挤出板材厚度实现，或者通过成比例增加或减少a2-a1和b2-b1的数值实现。

本实用新型一种上述双向拉伸塑料土体加筋格栅的制造方法的实施例1：

工艺设计参数为：网孔3的纵向尺寸a为40mm，网孔3的横向尺寸b为20 mm，双向拉伸塑料土工格栅的纵向拉伸强度与横向拉伸强度比例为：5:1，塑料挤出板材厚度为4mm，冲头尺寸选择a1，b1均为4mm冲头。冲孔排布为：冲孔纵向间距a2为12mm，则冲孔横向间距b2约为（12-4）×（5:1）/（40:20）+4=24mm。纵向拉伸倍率40/4=10，横向拉伸倍率20/4=5。拉出产品后，纵向拉伸强度75.2kN/m，横向拉伸强度18.7kN/m，纵横向拉伸强度比例约为4:1

调整冲头尺寸，纵向间距a2调整为4+(12-4)/18.7×（18.7-15）=5.6mm。拉出产品后，纵向拉伸强度75.1kN/m，横向拉伸强度14.8kN/m，纵横向拉伸强度比例约为5.07:1，纵横向每米肋条数比例约为1.6：1，上述纵向筋条2与横向筋条1交错节点处厚度是纵向筋条2和横向筋条1中较厚筋条厚度的2.1倍，纵横向横截面积之比为1.5:1。

本实用新型一种上述双向拉伸塑料土体加筋格栅的制造方法的实施例2：

工艺设计参数为：网孔3的纵向尺寸a为20mm，网孔3的横向尺寸b为40mm，双向拉伸塑料土工格栅的纵向拉伸强度与横向拉伸强度比例为：1:5，塑料挤出板材厚度为8mm。冲头尺寸选择4mm*8mm冲头。冲孔的排布为：冲孔横向间距b2为13mm，则冲孔纵向间距a2为（13-8）×（5:1）/（40:20）+4=16.5mm。则纵向拉伸倍率20/4=5，横向拉伸倍率40/8=5。拉出产品后，纵向拉伸强度12.2kN/m，横向拉伸强度55.6kN/m，纵横向拉伸强度比例约为1:4.56。

调整冲头尺寸，冲孔横向间距b2调整为13-(13-8)/12.2×(12.2-11.2)=12.6mm。拉出产品后，纵向拉伸强度11.0kN/m，横向拉伸强度55.8kN/m，纵横向强度比例约为1:5.02，纵横向每米肋条数比例约为1：1.6，上述纵向筋条2与横向筋条1交错节点处厚度是纵向筋条2和横向筋条1中较厚筋条厚度的1.5倍，纵横向横截面积之比为1:2.7。

本实用新型的挤出板材的原料为聚丙烯、聚乙烯等塑料，也可以用其他类似的材料。

本实用新型的双向拉伸塑料土体加筋格栅，其高强度方向可以是纵向，也可以为横向，根据实际施工需要来确定。

本实用新型的冲头端面为圆形、椭圆形、矩形或三角形，也可以为其他形状。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种双向拉伸土体加筋格栅，包括挤出板材冲压打孔并双向拉伸形成的网孔、纵向筋条及横向筋条，其特征在于，所述双向拉伸土体加筋格栅纵横两个方向的拉伸强度不同，所述双向拉伸土体加筋格栅的高强度方向筋条与低强度方向筋条的横截面积比为1:1～10:1。

2.按照权利要求1所述的双向拉伸土体加筋格栅，其特征在于，所述双向拉伸土体加筋格栅高强度方向与低强度方向的每米筋条数比为1.3:1～10:1。

3.按照权利要求1或2所述的双向拉伸土体加筋格栅，其特征在于，所述双向拉伸土体加筋格栅的纵向筋条及横向筋条的厚度均不大于所述纵向筋条与横向筋条交错节点处的厚度。

4.按照权利要求3所述的双向拉伸土体加筋格栅，其特征在于，所述纵向筋条与横向筋条的厚度不同，所述纵向筋条与横向筋条交错节点处的厚度是纵向筋条和横向筋条中较厚筋条厚度的1～3倍，所述网孔的纵横向长度范围为：20～200mm。

5.按照权利要求1或2所述的双向拉伸土体加筋格栅，其特征在于，所述网孔的纵横向长度范围为：20～200mm。

6.按照权利要求3所述的双向拉伸土体加筋格栅，其特征在于，所述网孔的纵横向长度范围为：20～200mm。

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