土工加筋技術(shù)

1、土工土工合成材料加筋技術(shù)合成材料加筋技術(shù)土工合成材料加筋技術(shù)土工合成材料加筋技術(shù)加加筋法是在土中加入筋法是在土中加入條帶、纖維或網(wǎng)格條帶、纖維或網(wǎng)格等等筋材，筋材，構(gòu)構(gòu)成加筋土，從而改善土的力學(xué)性能，提高土的強(qiáng)度成加筋土，從而改善土的力學(xué)性能，提高土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。和穩(wěn)定性。土工土工合成材料合成材料(Geosynthetics)：以人工合成的以人工合成的聚合聚合物物為原料制成的各類土工產(chǎn)品總稱。由高分子聚合為原料制成的各類土工產(chǎn)品總稱。由高分子聚合物通過紡絲和后處理工藝制成纖維，然后加工形成物通過紡絲和后處理工藝制成纖維，然后加工形成的用于巖土工程領(lǐng)域的建筑材料。的用于巖土工程領(lǐng)域的建筑材料。

2、土工合成材料的土工合成材料的分類分類1、土工格柵（、土工格柵（geogrid）：）：由由聚乙烯或聚丙烯通過打孔、聚乙烯或聚丙烯通過打孔、單向或單向或雙向拉伸擴(kuò)孔而成雙向拉伸擴(kuò)孔而成，孔格尺寸為，孔格尺寸為10-100mm圓形、圓形、橢圓形或長方橢圓形或長方型格柵。型格柵。土工土工合成材料中發(fā)展迅速的一個(gè)種類。最初的土工格柵合成材料中發(fā)展迅速的一個(gè)種類。最初的土工格柵由英國耐特龍由英國耐特龍(Netlon)公司制造。公司制造。1980年前后，英國開發(fā)出年前后，英國開發(fā)出經(jīng)編格柵，采用聚酯纖維材料。此外，還有玻纖格柵。我國經(jīng)編格柵，采用聚酯纖維材料。此外，還有玻纖格柵。我國已有上述格柵的生產(chǎn)能力。

3、已有上述格柵的生產(chǎn)能力。玻璃纖維（英文原名為：glass fiber或fiberglass ）是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，種類繁多，優(yōu)點(diǎn)是絕緣性好、耐熱性強(qiáng)、抗腐蝕性好，機(jī)械強(qiáng)度高，但缺點(diǎn)是性脆，耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經(jīng)高溫熔制、拉絲、絡(luò)紗、織布等工藝制造成的，其單絲的直徑為幾個(gè)微米到二十幾米個(gè)微米，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的 1/20-1/5 ，每束纖維原絲都由數(shù)百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常用作復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料，電絕緣材料和絕熱保溫材料，電路基板等國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。單向土工格柵單向土工格柵雙向土工格柵雙向土工格柵雙向玻纖土工格柵雙向玻纖土工格柵2、土工織物土工織物土

4、工織物土工織物采用編織技術(shù)生產(chǎn)的可滲透的土工合成材料采用編織技術(shù)生產(chǎn)的可滲透的土工合成材料.分為：有紡?fù)凉た椢锖头譃椋河屑復(fù)凉た椢锖蜔o紡?fù)凉た椢餆o紡?fù)凉た椢铮?）有紡?fù)凉た椢铮海┯屑復(fù)凉た椢铮?在普通紡織機(jī)上由單絲或多股絲織成在普通紡織機(jī)上由單絲或多股絲織成,或有薄膜切成的扁絲編或有薄膜切成的扁絲編制而成，制而成，與通常的棉毛制品相似與通常的棉毛制品相似。經(jīng)緯向具有較高的強(qiáng)度和剛。經(jīng)緯向具有較高的強(qiáng)度和剛度，拉斷延伸率低，過濾排水特性較差。度，拉斷延伸率低，過濾排水特性較差。有有紡?fù)凉た椢镏饕龀杉復(fù)凉た椢镏饕龀?各種土工合成材料產(chǎn)品，如編織袋、防各種土工合成材料產(chǎn)品，如編織袋、防汛帶、土工

5、膜袋等汛帶、土工膜袋等。（2）無紡?fù)凉た椢铮o紡?fù)凉た椢?由短纖維或噴絲長纖維由短纖維或噴絲長纖維隨機(jī)鋪成絮墊隨機(jī)鋪成絮墊，再經(jīng)機(jī)械纏合（針刺，再經(jīng)機(jī)械纏合（針刺）或熱粘，或化學(xué)粘合而成。）或熱粘，或化學(xué)粘合而成。與通常的毛毯相似與通常的毛毯相似。具有低到中。具有低到中等的強(qiáng)度和高斷裂延伸率，過濾排水性能良好。等的強(qiáng)度和高斷裂延伸率，過濾排水性能良好。無紡?fù)凉た椢餆o紡?fù)凉た椢镏饕猛臼亲鳛榕潘礊V層。主要用途是作為排水反濾層。3 3、土工網(wǎng)、土工網(wǎng)由由連續(xù)的聚合物肋條以一定角度的連續(xù)網(wǎng)孔平行擠出連續(xù)的聚合物肋條以一定角度的連續(xù)網(wǎng)孔平行擠出而成。較大的孔徑使其形成了像網(wǎng)一樣的結(jié)構(gòu)，同時(shí)而成。較大

6、的孔徑使其形成了像網(wǎng)一樣的結(jié)構(gòu)，同時(shí)能承受一定的法向壓力孔徑不顯著減小。能承受一定的法向壓力孔徑不顯著減小。主要主要功能功能主要應(yīng)用于排水領(lǐng)域主要應(yīng)用于排水領(lǐng)域。在土中需和外包無紡。在土中需和外包無紡?fù)凉た椢锓礊V層構(gòu)成土工復(fù)合材料。土工織物反濾層構(gòu)成土工復(fù)合材料。三維土工網(wǎng)三維土工網(wǎng)土工網(wǎng)土工網(wǎng)土工網(wǎng)作用：土工網(wǎng)作用： 草皮長成前，可保持土地表面免遭草皮長成前，可保持土地表面免遭風(fēng)雨的侵蝕。風(fēng)雨的侵蝕。 與植物形成的復(fù)合保與植物形成的復(fù)合保護(hù)層可經(jīng)受高水位、大流速的水流護(hù)層可經(jīng)受高水位、大流速的水流沖刷。沖刷。 可替代混凝土、瀝青、塊石可替代混凝土、瀝青、塊石等坡面材料，主要用于公路、鐵路等坡

7、面材料，主要用于公路、鐵路、河道、堤壩、山坡等坡面保護(hù)。、河道、堤壩、山坡等坡面保護(hù)。 效益：效益： 可大幅降低工程造價(jià)，造價(jià)為混凝可大幅降低工程造價(jià)，造價(jià)為混凝土護(hù)坡和干砌石護(hù)坡的土護(hù)坡和干砌石護(hù)坡的1/71/7，漿砌塊，漿砌塊石護(hù)坡的石護(hù)坡的1/81/8。 采用高分子材料以及抗紫外線穩(wěn)定采用高分子材料以及抗紫外線穩(wěn)定劑，其化學(xué)穩(wěn)定性高，對(duì)環(huán)境無污劑，其化學(xué)穩(wěn)定性高，對(duì)環(huán)境無污染（降解型的網(wǎng)墊二年后在土中不染（降解型的網(wǎng)墊二年后在土中不留痕跡）留痕跡） 施工簡便，將地表平整后，即可施施工簡便，將地表平整后，即可施工。工。 高密度聚乙烯高密度聚乙烯土工膜土工膜4、土工膜、土工膜由由聚氯乙烯、聚

8、氯乙烯、聚乙烯等聚乙烯等制成的滲透性很低的膜或薄片，分制成的滲透性很低的膜或薄片，分為加筋與不加筋兩類，厚度為加筋與不加筋兩類，厚度0.25-4mm，幅度，幅度1.5-10m。復(fù)合土工膜復(fù)合土工膜一布一膜一布一膜二布一膜二布一膜5 5、土工、土工格室格室菱形菱形或蜂窩或蜂窩網(wǎng)狀三維土工網(wǎng)狀三維土工合成材料，厚度合成材料，厚度5-20cm,5-20cm,空格尺寸約空格尺寸約80-400mm.80-400mm.格中充填土、砂和碎石。格中充填土、砂和碎石。土工合成材料土工合成材料的性能指標(biāo)的性能指標(biāo)土工合成材料土工合成材料的容許抗拉強(qiáng)度的容許抗拉強(qiáng)度筋材：土工織物、土工格柵筋材：土工織物、土工格柵和

9、土工格室。和土工格室。作用作用：l提高路堤和地基穩(wěn)定性提高路堤和地基穩(wěn)定性l減小不均勻沉降減小不均勻沉降2 2、路面及基層加筋、路面及基層加筋筋材：筋材：無紡?fù)凉た椢餆o紡?fù)凉た椢?，土工格柵，土工格柵鋪設(shè)位置：鋪設(shè)位置：1.1. 新建瀝青路面面層底部；新建瀝青路面面層底部；作用：減少半剛性基面對(duì)瀝青作用：減少半剛性基面對(duì)瀝青 路面面層反射裂縫；路面面層反射裂縫；2. 2. 舊瀝青路面、混凝土路面舊瀝青路面、混凝土路面上的瀝青加鋪層底部；上的瀝青加鋪層底部；作用：減少或延緩舊路面對(duì)瀝作用：減少或延緩舊路面對(duì)瀝青加鋪層的反射裂縫。青加鋪層的反射裂縫。3 3、加筋擋土墻、加筋擋土墻筋材：土工格柵筋材：

10、土工格柵 作用：拉筋作用作用：拉筋作用武漢大學(xué)加筋擋土墻武漢大學(xué)加筋擋土墻4 4、防護(hù)、防護(hù) 土工膜袋土工膜袋坡面防護(hù)、河岸防沖刷坡面防護(hù)、河岸防沖刷4 4、防護(hù)、防護(hù) 坡面防護(hù)、河岸防沖刷、防路面反射裂縫坡面防護(hù)、河岸防沖刷、防路面反射裂縫5 5、加筋橋臺(tái)、加筋橋臺(tái)6 6、排水與反濾排水與反濾（用作反濾的土工織物一般為無紡?fù)凉た椢铮ㄓ米鞣礊V的土工織物一般為無紡?fù)凉た椢铮?反濾：使用土工織物作過濾層，允許水流過土工織物，但細(xì)粒土反濾：使用土工織物作過濾層，允許水流過土工織物，但細(xì)粒土不會(huì)大量進(jìn)入排水集料或管中。不會(huì)大量進(jìn)入排水集料或管中。在同樣在同樣反濾效果反濾效果時(shí)，土工格柵材料質(zhì)量時(shí)，土

11、工格柵材料質(zhì)量只有砂層只有砂層的的1/1000-1/100007 7、隔離、隔離將將土工合成材料置于兩種不同特性材料之間，防止不同土壤層（土工合成材料置于兩種不同特性材料之間，防止不同土壤層（通常為細(xì)粒土層和粒狀排水土層）顆粒的相互混合。通常為細(xì)粒土層和粒狀排水土層）顆粒的相互混合。 8 8、防滲、防滲 防止液體滲漏、氣體揮發(fā)，保護(hù)建筑物安全。防止液體滲漏、氣體揮發(fā)，保護(hù)建筑物安全。 高速公路軟基路堤的土工合成材料應(yīng)用 表面摩擦表面摩擦1 1、筋材的應(yīng)力、筋材的應(yīng)力傳遞方式傳遞方式筋筋材水平鋪于土中，高抗拉強(qiáng)度、材水平鋪于土中，高抗拉強(qiáng)度、高模量的筋高模量的筋材與土材與土界面應(yīng)力傳遞方界面應(yīng)力

12、傳遞方式：表面摩擦和利用橫桿的被動(dòng)抗式：表面摩擦和利用橫桿的被動(dòng)抗力。力。（1）依靠表面摩擦力傳遞依靠表面摩擦力傳遞上上覆壓力和筋土間摩擦角越大，傳遞覆壓力和筋土間摩擦角越大，傳遞的摩擦力越大；筋材表面越粗糙，土的摩擦力越大；筋材表面越粗糙，土粒徑越大且?guī)в欣饨牵瑐鬟f的摩擦力粒徑越大且?guī)в欣饨牵瑐鬟f的摩擦力越大。越大。筋筋材應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和彈模，保證筋材應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和彈模，保證筋土間產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)前不被拉出。土間產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)前不被拉出。（2）依靠）依靠筋材橫桿被動(dòng)土抗力傳遞（格柵、格室）筋材橫桿被動(dòng)土抗力傳遞（格柵、格室）格柵格柵與土發(fā)生相對(duì)位移與土發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，除有摩擦抗力外，時(shí)，除有摩擦抗力外，

13、格柵橫桿側(cè)面受到與之格柵橫桿側(cè)面受到與之垂直的被動(dòng)土壓力。垂直的被動(dòng)土壓力。2. 2. 加加筋作用筋作用機(jī)理機(jī)理側(cè)壓力增量理論側(cè)壓力增量理論 與與無加筋土比較，加筋土限制土的側(cè)向位移，無加筋土比較，加筋土限制土的側(cè)向位移，等效于給土體施加了一個(gè)側(cè)壓力增量等效于給土體施加了一個(gè)側(cè)壓力增量。視凝聚力理論視凝聚力理論 與與無加筋土比較，加筋土的凝聚力有很大提高無加筋土比較，加筋土的凝聚力有很大提高，內(nèi)摩擦角基本不變。，內(nèi)摩擦角基本不變。圖圖（a）為未加筋的土單元，當(dāng)保持為未加筋的土單元，當(dāng)保持 3不變，不變， 1增加時(shí)，土單增加時(shí)，土單元體產(chǎn)生豎向壓縮和側(cè)向膨脹。隨著元體產(chǎn)生豎向壓縮和側(cè)向膨脹。隨著

14、 1逐漸增大，在豎向變形逐漸增大，在豎向變形增大的同時(shí)側(cè)向膨脹也越來越大，直至破壞，其相應(yīng)的極限應(yīng)增大的同時(shí)側(cè)向膨脹也越來越大，直至破壞，其相應(yīng)的極限應(yīng)力圓為圖（力圓為圖（c）中的中的A圓。圓。vh/21f1f1fvBA1f3f3f3f3f3f1f1f( )avh/21f1f1fvBA1f3f3f3f3f3f1f1fc ( )c假如假如在土單元中設(shè)置水平向拉筋，如圖（在土單元中設(shè)置水平向拉筋，如圖（b）所示，通過拉筋與所示，通過拉筋與土顆粒之間的摩擦作用，把引起側(cè)向膨脹的力傳遞給拉筋，土體土顆粒之間的摩擦作用，把引起側(cè)向膨脹的力傳遞給拉筋，土體的側(cè)向變形受到約束，則在與圖（的側(cè)向變形受到約束，

15、則在與圖（a）相同的極限作用下，由于相同的極限作用下，由于側(cè)向變形較小，土單元就不會(huì)破壞。只有當(dāng)豎向應(yīng)力從側(cè)向變形較小，土單元就不會(huì)破壞。只有當(dāng)豎向應(yīng)力從 1f增加增加到到 1f + 1f 時(shí)，加筋的土單元才破壞，如圖（時(shí)，加筋的土單元才破壞，如圖（c）中的中的B圓。這圓。這時(shí)的強(qiáng)度包線如圖（時(shí)的強(qiáng)度包線如圖（c）中的虛線所示。實(shí)驗(yàn)證明，有加筋作用中的虛線所示。實(shí)驗(yàn)證明，有加筋作用時(shí)，土體的內(nèi)摩擦角時(shí)，土體的內(nèi)摩擦角 與未加筋土體相近，所不同的是增加了內(nèi)與未加筋土體相近，所不同的是增加了內(nèi)聚力，因此，聚力，因此，vh/21f1f1fvBA1f3f3f3f3f3f1f1fc ( )a( )b(

16、)c在在三軸試驗(yàn)中，用土工織物加筋與未加筋土體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系如三軸試驗(yàn)中，用土工織物加筋與未加筋土體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系如下圖所示。下圖所示。當(dāng)應(yīng)變較小時(shí)，加筋對(duì)土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系基本上無影當(dāng)應(yīng)變較小時(shí)，加筋對(duì)土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系基本上無影響。響。當(dāng)應(yīng)變達(dá)到某一界限時(shí)，加筋對(duì)土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的影響逐當(dāng)應(yīng)變達(dá)到某一界限時(shí)，加筋對(duì)土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的影響逐漸顯著，強(qiáng)度隨土的應(yīng)變?cè)龃蠖龃?。加筋?duì)土的抗剪強(qiáng)度提高漸顯著，強(qiáng)度隨土的應(yīng)變?cè)龃蠖龃?。加筋?duì)土的抗剪強(qiáng)度提高在產(chǎn)生較大的應(yīng)變后才得以發(fā)揮在產(chǎn)生較大的應(yīng)變后才得以發(fā)揮。 加加筋土墊層就是在墊層中水平鋪設(shè)一層或數(shù)層土工合成材料形筋土墊層就是在墊層中水平鋪設(shè)一層

17、或數(shù)層土工合成材料形成的復(fù)合墊層。加筋墊層加固地基的原理是成的復(fù)合墊層。加筋墊層加固地基的原理是： 通過通過墊層中土工加筋帶的作用，增強(qiáng)了墊層的整體性和剛度墊層中土工加筋帶的作用，增強(qiáng)了墊層的整體性和剛度，可調(diào)整不均勻沉降，可調(diào)整不均勻沉降； 由于由于墊層剛度增大的影響，可通過復(fù)合墊層的應(yīng)力擴(kuò)散，擴(kuò)墊層剛度增大的影響，可通過復(fù)合墊層的應(yīng)力擴(kuò)散，擴(kuò)大荷載的分布范圍，調(diào)整應(yīng)力分布使應(yīng)力更趨均勻大荷載的分布范圍，調(diào)整應(yīng)力分布使應(yīng)力更趨均勻； 通過通過加筋帶與墊層材料間的摩擦力，增加了復(fù)合墊層的側(cè)限加筋帶與墊層材料間的摩擦力，增加了復(fù)合墊層的側(cè)限能力，可減小軟弱地基土的側(cè)向擠出和隆起，從而減小沉降能力

18、，可減小軟弱地基土的側(cè)向擠出和隆起，從而減小沉降變形變形； 同時(shí)同時(shí)，由于軟土水平位移減小，軟土內(nèi)剪應(yīng)力和剪應(yīng)變減小，由于軟土水平位移減小，軟土內(nèi)剪應(yīng)力和剪應(yīng)變減小，豎向承載力提高。，豎向承載力提高。 加筋土墊層中筋材的設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面的因素：加筋土墊層中筋材的設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面的因素：1復(fù)合墊層中所用的土工合成材料應(yīng)具有較高的抗拉強(qiáng)度和復(fù)合墊層中所用的土工合成材料應(yīng)具有較高的抗拉強(qiáng)度和延伸率，材料表面應(yīng)具有較大的摩擦系數(shù)，在施工過程中不延伸率，材料表面應(yīng)具有較大的摩擦系數(shù)，在施工過程中不應(yīng)出現(xiàn)土工合成材料被頂破、撕裂的現(xiàn)象。應(yīng)出現(xiàn)土工合成材料被頂破、撕裂的現(xiàn)象。在砂卵石墊層

19、中在砂卵石墊層中的土工合成材料應(yīng)形成網(wǎng)格狀，網(wǎng)格處應(yīng)采取一定的措施加的土工合成材料應(yīng)形成網(wǎng)格狀，網(wǎng)格處應(yīng)采取一定的措施加以固定，以免土工合成材料在墊層內(nèi)來回錯(cuò)動(dòng)以固定，以免土工合成材料在墊層內(nèi)來回錯(cuò)動(dòng)，影響其受力，影響其受力特性。特性。2加筋墊層的厚度、土工合成材料的層數(shù)和網(wǎng)格密度應(yīng)滿足加筋墊層的厚度、土工合成材料的層數(shù)和網(wǎng)格密度應(yīng)滿足上部結(jié)構(gòu)物對(duì)地基強(qiáng)度和沉降的要求。上部結(jié)構(gòu)物對(duì)地基強(qiáng)度和沉降的要求。3土工織物加筋層應(yīng)位于墊層的中底部，且不宜直接置于下土工織物加筋層應(yīng)位于墊層的中底部，且不宜直接置于下臥層的頂面。臥層的頂面。大板基礎(chǔ)的基底應(yīng)力分布為中間大邊緣小，故大板基礎(chǔ)的基底應(yīng)力分布為中間

20、大邊緣小，故在基礎(chǔ)邊緣部位至筋帶彎折部位土工織物網(wǎng)格應(yīng)加密，并在在基礎(chǔ)邊緣部位至筋帶彎折部位土工織物網(wǎng)格應(yīng)加密，并在彎折處用砂卵石袋壓緊。彎折處用砂卵石袋壓緊。對(duì)于對(duì)于公路、鐵路、河海堤防等構(gòu)筑物下的軟土地基，采用土工公路、鐵路、河海堤防等構(gòu)筑物下的軟土地基，采用土工合成材料加筋處理，對(duì)提高軟基上堤壩填土的極限高度、增加合成材料加筋處理，對(duì)提高軟基上堤壩填土的極限高度、增加地基穩(wěn)定性、減少地基不均勻沉降量有顯著的效果。地基穩(wěn)定性、減少地基不均勻沉降量有顯著的效果。加加筋土地基有三種可能的破壞形式：筋土地基有三種可能的破壞形式：（1）加筋拔出）加筋拔出當(dāng)當(dāng)土工合成材料與土的界面摩擦強(qiáng)度小于土工織

21、物的抗拉強(qiáng)度土工合成材料與土的界面摩擦強(qiáng)度小于土工織物的抗拉強(qiáng)度，界面上的剪應(yīng)力隨填土荷載的增加而逐漸增大，直到發(fā)生剪，界面上的剪應(yīng)力隨填土荷載的增加而逐漸增大，直到發(fā)生剪切破壞，接著合成材料被拔出，地基發(fā)生破壞。切破壞，接著合成材料被拔出，地基發(fā)生破壞。（2）拉斷）拉斷當(dāng)當(dāng)土工合成材料與土的界面摩擦強(qiáng)度大于它的抗拉強(qiáng)度時(shí)，界土工合成材料與土的界面摩擦強(qiáng)度大于它的抗拉強(qiáng)度時(shí)，界面上的剪應(yīng)力增大到一定值將使土工合成材料拉斷，地基出現(xiàn)面上的剪應(yīng)力增大到一定值將使土工合成材料拉斷，地基出現(xiàn)整體滑動(dòng)破壞。整體滑動(dòng)破壞。 （3）地基失穩(wěn)破壞）地基失穩(wěn)破壞軟土軟土深厚，土工合成材料拉伸應(yīng)變很大時(shí)，在荷載增

22、加的過深厚，土工合成材料拉伸應(yīng)變很大時(shí)，在荷載增加的過程中，土工合成材料與土的應(yīng)變均連續(xù)增加，在土工合成材程中，土工合成材料與土的應(yīng)變均連續(xù)增加，在土工合成材料應(yīng)變達(dá)到加拿大料應(yīng)變達(dá)到加拿大Rowe教授提出的教授提出的“允許相容應(yīng)變?cè)试S相容應(yīng)變”后，地后，地基出現(xiàn)圓弧滑動(dòng)破壞?；霈F(xiàn)圓弧滑動(dòng)破壞。允許允許相容應(yīng)變：假設(shè)土工合成材料的抗拉模量小到可以忽略相容應(yīng)變：假設(shè)土工合成材料的抗拉模量小到可以忽略不計(jì)，此時(shí)土工合成材料對(duì)堤壩的穩(wěn)定作用受土工合成材料不計(jì)，此時(shí)土工合成材料對(duì)堤壩的穩(wěn)定作用受土工合成材料與土體的變形相容性和相對(duì)模量控制。與土體的變形相容性和相對(duì)模量控制。 加加筋土邊坡有兩種形式筋

23、土邊坡有兩種形式： 人工人工填土加筋土邊坡和天然邊坡的加筋處理。人工填土加填土加筋土邊坡和天然邊坡的加筋處理。人工填土加筋土邊坡中，加筋材料隨填土加高，分層加筋分層壓實(shí)形筋土邊坡中，加筋材料隨填土加高，分層加筋分層壓實(shí)形成坡面成坡面。 天然天然邊坡的加筋處理是對(duì)已有邊坡的加固，筋材不是分層邊坡的加筋處理是對(duì)已有邊坡的加固，筋材不是分層埋入而是鉆孔錨入邊坡，又稱錨釘法，一般要求筋材有較埋入而是鉆孔錨入邊坡，又稱錨釘法，一般要求筋材有較高的強(qiáng)度和拉伸模量。高的強(qiáng)度和拉伸模量。 加加筋土邊坡是利用筋材的抗剪、抗拉性能提高土的強(qiáng)度以達(dá)到筋土邊坡是利用筋材的抗剪、抗拉性能提高土的強(qiáng)度以達(dá)到提高邊坡穩(wěn)定性

24、的目的。提高邊坡穩(wěn)定性的目的。加加筋土邊坡設(shè)計(jì)采用極限平衡理論，可按圓弧滑動(dòng)法或楔體滑筋土邊坡設(shè)計(jì)采用極限平衡理論，可按圓弧滑動(dòng)法或楔體滑動(dòng)法核算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。筋材強(qiáng)度驗(yàn)算和內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算動(dòng)法核算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。筋材強(qiáng)度驗(yàn)算和內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算與加筋土擋墻驗(yàn)算相同。與加筋土擋墻驗(yàn)算相同。 加加筋土擋墻是由填土、填筋土擋墻是由填土、填土中布置一定數(shù)量的帶狀土中布置一定數(shù)量的帶狀拉筋和直立墻面板三部分拉筋和直立墻面板三部分組成的整體復(fù)合結(jié)構(gòu)。組成的整體復(fù)合結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)特點(diǎn)1、可裝配式施工、可裝配式施工 ，施工簡便，施工簡便 、快速、快速、節(jié)省勞力和縮短工期；節(jié)省勞力和縮短工期；2、具有一定柔性、具

25、有一定柔性 ，能夠適應(yīng)地基輕微，能夠適應(yīng)地基輕微變形變形 ，且抗振性強(qiáng)；，且抗振性強(qiáng)；3、可做成很高的垂直擋土墻，對(duì)地基承、可做成很高的垂直擋土墻，對(duì)地基承載力要求較低；載力要求較低；4、節(jié)約占地、節(jié)約占地 、造型美觀；、造型美觀；5、造價(jià)低、造價(jià)低 。剛性筋式：用抗拉模量高、延伸率低的土工格柵或加筋土工帶等作為筋材；柔性筋式：以織造土工織物等中等拉伸模量材料作為筋材。Ta-設(shè)計(jì)容許抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)采用重力式擋墻的穩(wěn)定驗(yàn)算方法驗(yàn)算墻體的抗水平滑動(dòng)、抗深層滑動(dòng)穩(wěn)定性和地基承載力。墻背土壓力按朗肯土壓力理論確定。一、加筋路堤破壞形式一、加筋路堤破壞形式：（1）地基承載力的破壞，主要填筑體尺寸不盡合理

26、；（2）淺層軟土薄層的擠出，主要是堤壩的寬度不夠；（3）填筑結(jié)構(gòu)的整體破壞，主要是合成材料的強(qiáng)度不足；（4）堤壩結(jié)構(gòu)的變形過大，主要是合成材料的模量不足；（5）填筑結(jié)構(gòu)中合成材料拉拔破壞，主要是合成材料與填土錨固力不足；（6）堤壩延伸破壞，主要是填土與合成材料的摩擦力不足。yi二、加筋路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算二、加筋路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算整體整體穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算（瑞典法）穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算（瑞典法）按按無筋情況確定最危險(xiǎn)滑弧圓心位置，假定加筋后滑弧不變，拉無筋情況確定最危險(xiǎn)滑弧圓心位置，假定加筋后滑弧不變，拉力水平方向，按下式計(jì)算安全系數(shù)：力水平方向，按下式計(jì)算安全系數(shù)：Ti：第：第i層筋材提供的水平拉力，取筋材

27、容許抗力強(qiáng)度層筋材提供的水平拉力，取筋材容許抗力強(qiáng)度Yi：第第i層筋材到滑心豎直距離。層筋材到滑心豎直距離。若有若有n層筋，層筋， Ti取取n Ti，要求，要求Fs1.3抗抗拔穩(wěn)定性拔穩(wěn)定性處于處于滑弧之外的筋材應(yīng)具有足夠的錨固長度，應(yīng)驗(yàn)滑弧之外的筋材應(yīng)具有足夠的錨固長度，應(yīng)驗(yàn)算筋材拉力作用下的抗拔出穩(wěn)定性算筋材拉力作用下的抗拔出穩(wěn)定性。地基地基土擠出穩(wěn)定性演算土擠出穩(wěn)定性演算擠出力：擠出力：抗擠出力：抗擠出力：筋材摩擦力：筋材摩擦力：硬基對(duì)于軟基摩擦力：硬基對(duì)于軟基摩擦力： asaskDcDkDH2)2(EafpspskDckD22E2pfsglHtan2Sgtan)2(SfsssDHcl:

28、填土重度填土重度Cs、s：軟基強(qiáng)度指標(biāo)：軟基強(qiáng)度指標(biāo)s:軟土重度軟土重度sg:筋材與軟基界面摩擦角筋材與軟基界面摩擦角Ka、kp：軟基主、被動(dòng)土壓力系數(shù)。：軟基主、被動(dòng)土壓力系數(shù)。5.1FsafgpESSE 堤坡下軟土受力圖堤坡下軟土受力圖整體穩(wěn)定性整體穩(wěn)定性演算演算加筋數(shù)目堤坡堤坡滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算滑動(dòng)力：滑動(dòng)力：抗滑力：抗滑力：抗滑安全系數(shù)：抗滑安全系數(shù)：若取抗滑安全系數(shù)為若取抗滑安全系數(shù)為2.0，則，則2a2EHkasgHltan21T asETFsgaHkltan2 堤坡滑動(dòng)受力圖堤坡滑動(dòng)受力圖LEaHT筋材筋材二、加筋路堤承載力驗(yàn)算二、加筋路堤承載力驗(yàn)算1、承載力驗(yàn)算可采用

29、條形基礎(chǔ)加筋地基承載力驗(yàn)算、承載力驗(yàn)算可采用條形基礎(chǔ)加筋地基承載力驗(yàn)算方法和方法和公式。公式。2、也可采用下面改進(jìn)太沙基承載、也可采用下面改進(jìn)太沙基承載 力公式力公式BTNRTDNcqfcfu/sin2)2(pPu: 加加筋地基極限承載力；筋地基極限承載力；：筋材拉力與水平面夾角，：筋材拉力與水平面夾角，取取 45+/2Cf、f：地基土凝聚力和重度：地基土凝聚力和重度D: 沉降沉降加側(cè)邊隆起量加側(cè)邊隆起量T：筋材拉力，可取容許抗拉強(qiáng)度：筋材拉力，可取容許抗拉強(qiáng)度R：兩側(cè)地基土隆起的：兩側(cè)地基土隆起的假想圓假想圓半徑。一般取半徑。一般取3m，較淺軟基取其厚，較淺軟基取其厚度之半。度之半。B:平均

30、堤寬，取堤頂和底寬度之半平均堤寬，取堤頂和底寬度之半Nc、Nq：承載力因數(shù)?？蓮南嚓P(guān)教材查出。：承載力因數(shù)?？蓮南嚓P(guān)教材查出。土堤加筋地基的設(shè)計(jì)步驟土堤加筋地基的設(shè)計(jì)步驟 加筋地基加筋地基地基承載力驗(yàn)算地基承載力驗(yàn)算初初定加筋材料定加筋材料：如：如土工格柵或土工格柵或土工織物，確定加筋墊層土的土工織物，確定加筋墊層土的內(nèi)摩擦角內(nèi)摩擦角和重度和重度以及筋材允以及筋材允許抗拉強(qiáng)度許抗拉強(qiáng)度Ta基礎(chǔ)埋深Fsp：筋材抗拔安全筋材抗拔安全系數(shù)，取系數(shù)，取2.5：加筋砂墊層砂的加筋砂墊層砂的重度重度K：地基承載力安全系地基承載力安全系數(shù)，數(shù)，取取2.5-3.0b：基礎(chǔ)寬度：基礎(chǔ)寬度Du：滑動(dòng)最大：滑動(dòng)最大

31、深度深度d：基礎(chǔ)埋深修正系數(shù)：基礎(chǔ)埋深修正系數(shù)。查。查建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007- 2002)pK：基底：基底壓力；壓力； ：原地基土重：原地基土重度；度； fak：墊層下軟土地基承載力：墊層下軟土地基承載力特征值特征值二、加筋地基沉降計(jì)算二、加筋地基沉降計(jì)算地基沉降由地基沉降由2部分組成：部分組成：1、加筋體壓縮量：較小，可以忽略、加筋體壓縮量：較小，可以忽略2、加筋體下軟土地基沉降：分層總和法，軟土層頂、加筋體下軟土地基沉降：分層總和法，軟土層頂面荷載利用壓力擴(kuò)散角計(jì)算面荷載利用壓力擴(kuò)散角計(jì)算值得值得注意的是，多層加筋地基可顯著減小沉降量，但注意的是，多層加筋地

32、基可顯著減小沉降量，但路堤下單層加筋減小沉降效果不明顯，僅能起到減小路堤下單層加筋減小沉降效果不明顯，僅能起到減小不均勻沉降作用。不均勻沉降作用。近二十年來，合成纖維作為加筋材料，逐漸開始應(yīng)用于加筋土結(jié)構(gòu)，并被稱為纖維加筋土（Fiber Reinforced Soils）。根據(jù)纖維在土中布置是否定向，又分為定向纖維（Oriented FibersOF）和分散隨機(jī)纖維(Discrete, Randomly Distributed FibersDRDF)兩大類。Gray and Ohashi（1983）提出了定向）提出了定向FRS的靜力平衡的靜力平衡模型，用來預(yù)測砂土中加入定向纖維后的強(qiáng)度增長模型，用來預(yù)測砂土中加入定向纖維后的強(qiáng)度增長。Gray and Ohashi （1986），），Noor Fatani(1991)，Shewbridge and Sitar(1989，1990和和1996)