土工格柵之所以具有卓越功效而受到工程界的關(guān)注，還應(yīng)從其基本原理說(shuō)起。國(guó)外文獻(xiàn)中在描述其原理時(shí)稱其為“一種蜂窩狀三維限制系統(tǒng)，可以在很大范圍內(nèi)顯著提高普通填充材料在承載和蟲蝕控制應(yīng)用中的性能。”它的關(guān)鍵原理就是三維限制。大家都知道，當(dāng)汽車行駛在沙漠上時(shí)，就會(huì)壓出兩道深深的轍印，被壓部分深深下陷，車轍兩側(cè)會(huì)高高隆起。后面的車輛如果繼續(xù)沿著車轍前進(jìn)，沉陷部分會(huì)進(jìn)一步下沉、隆起部分會(huì)進(jìn)一步隆起，直到隆起部分蹭到了車底盤、沉陷的車轍埋沒(méi)了大半個(gè)輪子，進(jìn)而無(wú)法前進(jìn)。之所以如此，就是因?yàn)楫?dāng)外荷作用于地基表面時(shí)，依據(jù)普朗特爾理論和泰勒理論可知：在集中荷載的作用下，主動(dòng)區(qū)1受壓下沉，并將力向兩側(cè)分解傳遞給過(guò)渡區(qū)2，過(guò)度區(qū)2又傳給被動(dòng)區(qū)3，被動(dòng)區(qū)就會(huì)毫無(wú)限制地發(fā)生形變而隆起。
土工合成材料不僅在道路工程領(lǐng)域，而且在水利、鐵道、巖土等工程領(lǐng)域都到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)土工合成材料行業(yè)政策情況如何？業(yè)內(nèi)專家稱，這是我國(guó)土工合成材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑

采用經(jīng)特殊處理的玻璃纖維土工格柵,能使基礎(chǔ)層的整體強(qiáng)力大大提高,其作用就像鋼筋增強(qiáng)水泥混凝土一樣。直變形向水平方向擴(kuò)散以致其上部填料的抗剪切變形能力得以充分發(fā)揮,使得軟土地基表面的承載區(qū)大大增強(qiáng),從而提高地基的承載力。(2))提高路基的穩(wěn)定性。(3))減小施工期填土的大量下沉,節(jié)約土石方。(4))調(diào)整不均勻沉降:①玻璃纖維土工格柵的拉應(yīng)力作用使界面以下土體的豎向應(yīng)力減小,從而使土體豎向壓縮變形減小。②由于預(yù)拉和差異沉降導(dǎo)致玻璃纖維土工格柵的變形,這一拉應(yīng)力由界面剪應(yīng)力平衡。界面剪應(yīng)力使基礎(chǔ)沉降區(qū)域產(chǎn)生一定大小的隆起變形,這一隆起變形部分抵消了基礎(chǔ)或路基的沉降。動(dòng)所傳遞的能量,因而具有良好的抗震性。
在公路與城市道路建設(shè)中,經(jīng)常需要對(duì)舊路進(jìn)行改造,以滿足不斷增長(zhǎng)的交通需求。為了充分利用舊有路面,并改善其路面使用性能,通常采用瀝青混凝土對(duì)舊路面進(jìn)行罩面補(bǔ)強(qiáng)。隨著瀝青罩面層使用時(shí)間的增長(zhǎng),將會(huì)逐步出現(xiàn)各種病害,如疲勞開(kāi)裂、車轍、低溫收縮開(kāi)裂、由下臥層接縫或裂縫引發(fā)的反射裂縫等。路面鋪設(shè)玻璃纖維格柵后,能夠增加上面層層底的拉應(yīng)力,減小路表面彎沉值,加鋪格柵后裂縫的數(shù)量得到了控制,而且裂縫的寬度也得到了相應(yīng)的控制[3]。反射裂縫是由于舊混凝土面層在接縫或裂縫附近的較大位移引起其上方瀝青加鋪層內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力集中所造成的,他包括因溫度和濕度變化而產(chǎn)生的水平位移以及因交通荷載作用而產(chǎn)生的豎向剪切位移。前者導(dǎo)致接縫或裂縫上方的瀝青加鋪層內(nèi)出現(xiàn)較集中的拉應(yīng)力;后者則使接縫上方的瀝青加鋪層經(jīng)受較大的彎拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力。