某國際主題樂園項目中土工泡沫的性能研究及應用

胡曉瑩

（同濟大學建筑設計研究院（集團）有限公司，上海 200092）

1 土工泡沫的含義及基本性能

1.1 定義

土工泡沫是一種輕型高分子聚合物，它是采用聚苯乙烯樹脂加入發泡劑進行加熱軟化，產生氣體，形成一種硬質具有壁孔結構的泡沫塑料。

美國材料與試驗協會標準Standard Specification for Rigid Cellular Polystyrene Geofoam（ASTM D6817/D6817M-17）中將聚苯乙烯土工泡沫定義為用于巖土工程中的剛性塊體或平面多孔聚合物材料，由聚苯乙烯樹脂珠或顆粒通過模塑膨脹成型而成（EPS）或通過擠壓膨脹而成（XPS）[1]。

聚苯乙烯土工泡沫是一種有機材料，具有可燃性，運輸、儲存及使用中應采取保護措施，遠離明火、易燃物品及高溫熱源。

1.2 基本性能

Standard Specification for Rigid Cellular Polystyrene Geofoam（ASTM D6817/D6817M-17）中規定了聚苯乙烯土工泡沫的基本性能要求，如表1所示。

表1 聚苯乙烯土工泡沫的物理性能要求

由表1可知，一方面，由于土工泡沫密度小，其重量約為普通土體的1%，作為巖土工程回填材料時，可有效減小基礎底面壓力值。同時，其抗壓強度相對較大，且不受吸水、低溫、凍融循環等不利條件影響，可以滿足上部堆載要求[2]。另一方面，由于土工泡沫的泊松比在彈性范圍內近似為0.07～0.11，其側向變形較小，故不易傳遞側向壓力[3]。

2013年，學者Ertugrul和Trandafir[4]針對土工泡沫對擋土墻側向土壓力的影響進行了實驗研究。將EPS土工泡沫置于懸臂擋土墻與無黏性回填土之間，通過改變土工泡沫的厚度來監測擋土墻不同標高點位處的墻體位移以及側向土壓力，實驗結果如圖1所示。圖1中，Z為監測點位的標高；h為擋土墻高度；σxx為側向土壓力；……