土工隔柵處理公路軟基理論分析方法

土工隔柵處理公路軟基理論分析方法

土工隔柵處理公路軟基理論分析方法

許  云

（青海交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，交通土木工程系，青海  西寧  810003）

摘  要：本文主要討論了用極限平衡法和有限元法分析法，研究土工隔柵處理公路軟基的理論分析方法，不同的方法有不同的適用條件和范圍，為設(shè)計(jì)和沉降觀測提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：加筋  軟基  穩(wěn)定安全系數(shù)

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A　　　　　【文章編號】1728-2462(2007)05-00076-03

公路軟基的處理方法很多，在軟土地基上修建公路，主要解決地基土的穩(wěn)定和地基土的變形問題。隨著我國高速公路建設(shè)的蓬勃發(fā)展，作為加固軟土地基的土工隔柵獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。土工隔柵作為1種新型的巖土工程材料，質(zhì)地柔軟、重量輕，其整體連續(xù)性好、抗拉強(qiáng)度高、耐腐蝕并且抗微生物侵蝕。使用土工隔柵來加固軟土地區(qū)路基，施工方便、造價低。土工格柵能與土很好的結(jié)合，將其至于土體內(nèi)部、表面或各層土體之間，依靠織物筋材的抗拉特性，通過它與周圍土體間的摩擦和嵌固作用，改變了加筋土體內(nèi)部應(yīng)力場及位移場的分布，從而提高地基承載能力、減小路基的不均勻沉降并使路堤的穩(wěn)定性得到提高^<1>。在軟土地基上修筑路堤，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算與沉降計(jì)算。穩(wěn)定性驗(yàn)算與沉降計(jì)算應(yīng)考慮在施工期及預(yù)壓期由于地基沉降而多填筑的填料增重的影響。穩(wěn)定性驗(yàn)算時，應(yīng)采用圓弧條分法按照路堤施工期及公路營運(yùn)期的荷載分別計(jì)算穩(wěn)定安全系數(shù)，地基、路堤整體抗剪穩(wěn)定性驗(yàn)算應(yīng)采用圓弧條分法，宜用總應(yīng)力法或有效固結(jié)應(yīng)力法，有條件時可用有效應(yīng)力法（準(zhǔn)比肖普法）計(jì)算穩(wěn)定安全系數(shù)。當(dāng)穩(wěn)定安全系數(shù)小于規(guī)定容許值時因針對穩(wěn)定性進(jìn)行處治設(shè)計(jì)。

依據(jù)《公路軟土地基路堤設(shè)計(jì)規(guī)范與施工技術(shù)規(guī)范》在軟土地基上修筑路堤，應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算與沉降計(jì)算。穩(wěn)定性驗(yàn)算時，應(yīng)采用圓弧條分法按照路堤施工期及公路營運(yùn)期的.荷載分別計(jì)算穩(wěn)定安全系數(shù)，當(dāng)穩(wěn)定安全系數(shù)小于規(guī)定容許值時因針對穩(wěn)定性進(jìn)行處治設(shè)計(jì)。

1、極限平衡法

極限平衡法是根據(jù)斜坡上的滑體或滑塊的力學(xué)平衡原理（即靜力平衡原理），分析斜坡各種破壞模式下的受力狀態(tài)，以及斜坡上的抗滑力與下滑力之間的關(guān)系來評價斜坡的穩(wěn)定性。

由于其力學(xué)模型簡單，故已應(yīng)用于大量的工程實(shí)踐中，積累了豐富的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，而且有依據(jù)規(guī)范的指導(dǎo)。目前是占主導(dǎo)地位的1種分析方法，優(yōu)點(diǎn)在于力學(xué)模型簡單，使用方便，抓住問題的主要方面；已積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)；有規(guī)范的指導(dǎo)；缺點(diǎn)是由于該方法沒有考慮到土體的應(yīng)力1應(yīng)變性質(zhì)，不能求出失穩(wěn)時土體內(nèi)部各處的應(yīng)力和應(yīng)變，所求得的安全系數(shù)也只能反映已假定滑面（包括位置和形式）上其大小，并不能反映土坡的破壞機(jī)理，不能求出失穩(wěn)時土體內(nèi)部各處的應(yīng)力與應(yīng)變。所以，采用這種方法求出的是1種綜合性近似解答。

（1）解析法

解析法就是設(shè)筋材作用在地基土表面的剪力為αS_ud，α 為筋土作用系數(shù)，其取值有3種極端的情況：

（1）當(dāng)α=1 時，筋材完全約束住了地基變形，即地基側(cè)向位移為0，地基承擔(dān)最大的向內(nèi)剪應(yīng)力。

（2）當(dāng)α=0時，筋材對地基土施加的剪應(yīng)力為₀，此時筋材完全承擔(dān)了側(cè)向土壓力，但對地基表面無任何限制。

（3）當(dāng)α=-1時，地基表面承受全部外推剪應(yīng)力，地基側(cè)向變形達(dá)到極大值。軟土層支撐于堅(jiān)硬下臥層上，在使用性能極限狀態(tài)下筋土變形是協(xié)調(diào)的，則地基土實(shí)際發(fā)揮的抗剪強(qiáng)度為：

S_ud=S_um

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