弹塑性有限元法确定土工格栅加筋路堤的沉降及承载力.doc

勘察科学技术 2003年第6期16弹塑性有限元法确定土工格栅加筋路堤的沉降及承载力宋飞赵立鹏闫澍旺2( 300072 300222)提要地基土由于在其上部填筑路堤会发生沉降、变形,在路堤底部铺设土工格栅后,路堤及地基中的应力和变形均会发生变化。该文利用欧洲通用的岩土工程有限元软件PLAXIS分析比较了路堤在加筋和不加筋两种情况下的沉降大小、不均匀沉降的分布以及土体中的应力水平,指出了加筋能够减小路堤的沉降量和不均匀沉降,提高整体稳定性,减少路堤的变形发展。此外,该文还利用软件PLAXIS计算了地基土在表面加筋后的承载力大小,得出了加筋能够提高地基承载力的结论。关键词 PLAXIS程序沉降加筋地基承载力SettlementandbearingcapacityofgeogridreinforcedfoundationSongFei ZhaoLipengYan12(,Tianjin,Tianjin)Abstract foundationduetoconstructionofembank2mentontheembankment,,byusingPLAXIS,themagnitudeofsettlement,,,itcanreducetheunevensettlementofembankment,,, PLAXIS;settlement;reinforcement;bearingcapacity1 引言在软土地基上填筑路堤,由于软粘土的抗剪强度较低,压缩性较大,如不采取加固措施,则会产生过大的沉降和不均匀沉降,给公路的正常使用带来不可低估的危害。为了保证堤的稳定和公路的正常使用,常常要对软土地基进行加固处理,以减小沉降量和不均匀沉降,增强整体稳定性。利用土工格栅加筋处理堤坝软基就是一种行之有作者简介:宋飞,男,1980年生,硕士生,从事岩土工程数值分析方面的研究。收稿日期:2003-05-20效的方法。土工格栅是最近二、三十年才发展起来的,是一种新型的建筑材料。它是在经挤压成型的聚合物板上打孔,然后在拉伸机上单向或双向冷拉,圆孔拉成长孔(单向拉伸)或方形(双向拉伸),孔眼较大。这种产品因拉伸使强度和刚度都有较大的增长,且较大的孔眼可使较大的土、石粒嵌入,不仅本身强度刚度高,而且与土具有咬合力,因而摩擦力增大,是一种理想的加筋材料,具有加筋、反滤、排水和隔离等多种功能,在岩土工程中被广泛的采用。许多专家学者对其进行了广泛的研究,得出了一些富有成效的结论和成果,加深了人们对土工格栅加筋机理的认识,促进了在工程实践中的应用。2003年第6期勘察科学技术 17对于土工格栅加筋机理的研究,一般基于理论分析、有限元法、离心模型试验和现场观测等方法。但是,土工格栅加筋方面的理论研究成果仍落后于工程实践,需要进行深入的研究。为了弄清加筋对沉降及不均匀沉降的影响,确定加筋土的地基承载力,从而更进一步地了解土工格栅加筋机理,本文在前人工作的基础上,结合PLAXIS程序,用有限元法对土工格栅加筋的效果和机理作了分析,得出了加筋能减少沉降量、不均匀沉降并能提高地基承载力的基本结论。描述界面的性质,来模拟土与土工格栅的相互作用。加筋与土之间的应力传递取决于加筋—土的界面强度。而界面单元的强度等于周围土体的强度乘以土与界面单元的摩擦系数Rinter,因此参数Rinter反映了两者相互作用的程度。当土与土工格栅变形一致,两者之间没有相对滑动时,Rinter=110,而当两者有相对