軟土地基上土工合成材料加筋路堤的設(shè)計方法_肖媛媛

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1、第25卷第4期2005年8月中外公路33文章編號:1671-2579(2005)04-0033-03軟土地基上土工合成材料加筋路堤的設(shè)計方法肖媛媛,徐超(同濟(jì)大學(xué),上海市200092)摘要:運用極限平衡理論分析軟土地基上加筋路堤的穩(wěn)定性是應(yīng)用最廣泛的方法,但在設(shè)計計算中如何合理地考慮加筋的作用一直存在爭議。文中介紹的設(shè)計方法全面地分析了軟土地基上加筋路堤可能存在的破壞機制和軟土地基強度隨深度增加的客觀事實,給出了采用土工合成材料加筋措施的適用條件和實用設(shè)計步驟。最后結(jié)合某高速公路加筋路堤設(shè)計,給出了該設(shè)計方法的算例。關(guān)鍵詞:軟土地基;

2、土工合成材料;加筋路堤;設(shè)計方法在進(jìn)行軟土地基加筋路堤設(shè)計時,極限平衡法對在路堤基底采用土工合成材料加筋。軟粘土地基上快速施工加筋路堤進(jìn)行的穩(wěn)定性評價已被普遍接受。在評價時通常運用條分法求出所需加筋拉力,然后憑借經(jīng)驗或者運用復(fù)雜的分析方法(如有限元法)去估算極限平衡計算中使用的加筋應(yīng)變。當(dāng)采用位移法進(jìn)行穩(wěn)定性評價時,則要在施工過程中考慮加筋位移引起的加筋力的變化,由于確定位移的難度較大,這種方法在工程實際中很少運用。M.Srbulov圖1剛性基礎(chǔ)下地基承載力的計算模式及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行穩(wěn)定性分析時,認(rèn)為滑動面位置的形成是受土體在采用該方法

3、進(jìn)行軟土地基加筋路堤設(shè)計時,首的峰值強度指標(biāo)控制的,滑動面確定以后加筋路堤的先要判斷所設(shè)計的路堤是否需要加筋,如驗算表明在穩(wěn)定性與殘余強度指標(biāo)相關(guān),這種混合算法實質(zhì)上還天然地基條件下,路堤填土高度可以達(dá)到設(shè)計高度,則是傳統(tǒng)的極限平衡分析法。不需要進(jìn)行地基加固或加筋處理;并驗算單憑路堤基本文介紹的設(shè)計方法能夠全面地分析軟土地基上底加筋能否滿足設(shè)計需要,如果進(jìn)行充分加筋后的填加筋路堤可能存在的破壞機制,并考慮了軟土地基的土高仍小于設(shè)計路堤高度,則表明即使進(jìn)行基底加筋不排水抗剪強度隨深度增加的客觀事實,給出了采用其破壞高度仍達(dá)不到設(shè)計高度,

4、還需要輔以其他工程土工合成材料進(jìn)行加筋的適用條件和實用設(shè)計步驟。措施,如采用輕質(zhì)路堤或插設(shè)豎向排水體以使軟土地基在填筑過程中強度得到提高。軟土地基上路堤的設(shè)1軟土地基加筋路堤的設(shè)計方法與特計高度介于天然地基時路堤的破壞高度與充分加筋后點路段的破壞高度之間,而這正是采用加筋路堤的使用條件。圖1所示為厚度為D的軟粘土地基上典型加筋1.1未加筋路堤的破壞高度確定路堤圖形,其幾何尺寸為:路堤高H,堤頂寬度為B,已知軟土地基土層頂部不排水抗剪強度為cu0,不邊坡坡度為1Bn。軟土地基土層頂部不排水抗剪強度排水抗剪強度沿深度的單位增量為Qc。設(shè)作

5、用于地為cu0,不排水抗剪強度沿深度的單位增量用Qc表示,基土強度參數(shù)的分部系數(shù)為PF,按式(1)可求得修正收稿日期:2005-07-10(修改稿)作者簡介:肖媛媛,女,碩士研究生.34中外公路25卷**后的強度參數(shù)cu0和Qc。對于未加筋路堤,這相當(dāng)于填土高度為H的路堤施加在寬度為b的基礎(chǔ)范地基穩(wěn)定性破壞計算中取安全系數(shù)為F=1/PF。圍地基上的平均壓力為:*2*2cu0=PF@cu0qa=C{BH+n1H-(h)2}/b(6)(1)*取地基承載力安全系數(shù)FS=qQc=PF@Qcu/qa,則滿足qu<按傳統(tǒng)的極限平衡分析法,利用不排

6、水條件下修FS#qa的最小填土高度即為地基在不排水條件下,路正后的強度參數(shù),計算不采用加筋或其他地基處理措堤充分加筋時路堤的破壞高度Hu。施時的破壞填土高度Hc。如果未加筋路堤在規(guī)定安如果路堤的設(shè)計高度H超過了充分加筋路堤的全系數(shù)時的破壞高度Hc不小于設(shè)計的路堤高度H,破壞高度(即HHu),說明即使采用充分的加筋措則沒有必要考慮加筋處理;否則,可考慮采用基底加筋施,也不能為路堤填筑提供充分的穩(wěn)定性,則需要選擇以達(dá)到設(shè)計的填土高度。其他的方法(如使用輕質(zhì)填料、塑料排水管或者分階段1.2充分加筋后路堤的破壞高度確定施工)來滿足要求。如果

7、設(shè)計高度H超過了Hc且低如果考慮用加筋來達(dá)到路堤的填土設(shè)計高度,需于Hu(即Hc

8、路堤的內(nèi)部穩(wěn)定性b=B+2n(H-h*)(2)時,問題的核心是如何確定加筋所提供的拉力T以及式中:h*為假定剛性基礎(chǔ)邊沿處填土壓力Ch*等于按T所能提供的抗滑力矩。圖3是Rowe和Li介紹的加塑性理論解得到的該處的壓力(