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加筋土是繼鋼筋混泥土和預(yù)應(yīng)力混凝土之后的一種新型建筑材料，自加筋土進(jìn)入舊內(nèi)以來，已逐步在公路、水運(yùn)、鐵路、礦山和水利T程中試用，近幾年在公路建設(shè)和水利、礦山工程建設(shè)中的軟弱地基處理和擋土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益，加筋土T程的設(shè)}H{算理論和施技術(shù)也日臻成熟。

1加筋土作用機(jī)理

土體一般具有一定的抗壓強(qiáng)度，土體受壓時(shí)，其破壞與否與土的側(cè)向變形大小有關(guān)，允許的側(cè)向變形愈小，它能承受的壓力將愈高，要提高土的承受能力，可以從設(shè)法減小其側(cè)向擴(kuò)張著手，加筋土技術(shù)正是利用了這一原理。在土體中的一定部位鋪設(shè)水平方向的加筋材料，將土壓實(shí)后，土加筋材密切結(jié)合成一復(fù)合土體(加筋土)，當(dāng)在復(fù)合土體的表面施加荷載，由于加筋材與周圍土之間有較大的摩阻力(有時(shí)尚有咬合力)，限制r土的側(cè)向變形，相當(dāng)于在土體側(cè)面上施加了約束力，使得土體變成側(cè)限受壓，這種復(fù)合土體的承壓能力理所當(dāng)然地得到提高。

2加筋土筋材

從加筋土的作用機(jī)理可知，加筋目的在于最大限度地限制受壓土體的側(cè)向變形，這就需要依靠土體中的筋材與周同土的相互作用。因此筋材與土體之間應(yīng)有較高的界面強(qiáng)度(摩擦力與咬合力大)。加筋土中的加筋材料通常采用土工織物、土工帶和土工格柵等。此外，還需要考慮加筋材料的蠕變性對抗拉能力的影響。在目前的加筋材料中，土_T格柵的蠕變性較低，是較為理想的加筋材料。

3加筋土的本構(gòu)模型

3．1加筋土分析方法

1)加筋土復(fù)合土體模型。該模型是把加筋土看成宏觀上均勻的復(fù)合材料，土與筋材的相互作用表現(xiàn)為內(nèi)力，只對復(fù)合材料的性質(zhì)產(chǎn)生影響，而不直接出現(xiàn)在應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算中，在復(fù)合體有限元計(jì)算中必須建立一種加筋土的本構(gòu)模型。近年來不少學(xué)者在此方面作了很多工作。該模型主要是通過加筋土體的三軸試驗(yàn)分析而建立。但是由于加筋土的各向異性和非均質(zhì)特點(diǎn)，因而具有明顯的尺寸效應(yīng)，目前對加筋土j軸試驗(yàn)結(jié)果尚無統(tǒng)一的認(rèn)識。

2)加筋土分離模型。目前對加筋土的計(jì)算分析方法主要分為兩類。一類是分離模型，即把筋、土分開考慮。一般將加筋體用一維線性單元或薄層矩形單元進(jìn)行模擬，土體仍采用未加筋時(shí)的本構(gòu)模型。土筋之間的相互作用常采用接觸單元進(jìn)行模擬。由于筋材本身以及與土相互作用關(guān)系的復(fù)雜性，在模型試驗(yàn)如何進(jìn)行和界面參數(shù)取法上還存在許多爭議；如何正確地選用接觸面單元和選擇能合理模擬填土體中加筋體、接觸面單元的本構(gòu)關(guān)系仍然值得研究；在加筋土體臨近破壞或有較大變形時(shí)用常規(guī)有限元法模擬尚有困難，而且當(dāng)加筋層數(shù)很多時(shí)該方法將會由于過于復(fù)雜而不適用實(shí)際工程計(jì)算。

3．2加筋土的本構(gòu)模型

加筋土的本構(gòu)模型主要有彈性模型、彈塑性模型和流變模型種。這三種本構(gòu)模型都是基于一定的假設(shè)條件，對特定條件下的加筋土適用。考慮到加筋土中的筋材和土體都具有的蠕變特點(diǎn)，本文主要討論流變模型，該模型由波蘭的薩威基(Sawicki)在1999-~串建立。此模型是建立在連續(xù)介質(zhì)的基礎(chǔ)上，模型中假設(shè)土合成材料是粘彈性體，將加筋土的整個(gè)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系分成彈性和塑性來建立模型方程。在彈性階段中，筋材的初應(yīng)力減小，致使土體中宏觀應(yīng)力的重組，直到土體達(dá)到屈服條件。土體剛開始產(chǎn)生塑流對應(yīng)的時(shí)間可以由模型確定。在塑性階段中，筋材的宏觀應(yīng)力保持常數(shù)，但由于筋材的蠕變特性，加筋土單元的總應(yīng)變增大。在此階段可以確定描述加筋土變形的塑性應(yīng)變率和加筋土單元的水平變形。由于此模型考慮到土丁合成材料的蠕變性質(zhì)，模型方程較復(fù)雜，還有待于試驗(yàn)檢驗(yàn)。

4加筋土的設(shè)計(jì)內(nèi)容

目前，加筋土主要用于軟土地基加崮、堤壩邊坡加筋和加筋土墻三個(gè)方面，形成三種類型的加筋土結(jié)構(gòu)。影響土1：織物加筋效果的因素有很多，既包括土¨r織物本身的性質(zhì)，也有加筋設(shè)計(jì)和施t方面的影響。在進(jìn)行加筋設(shè)計(jì)的時(shí)候，土T織物的強(qiáng)度，加筋的長度，加筋的位置，加筋的層數(shù)等因素都是應(yīng)該考慮的。對于土工織物加筋機(jī)理的研究，一般基于理論分析，有限元法、離心模型試驗(yàn)和現(xiàn)場觀測等方法。

1)加筋長度和位置。通過對一堤防1二程進(jìn)行加筋的有限元分析，得出了如下結(jié)論：在加筋長度不大的情況下，堤防的最大位移和堤腳的水平位移并無顯著變化，當(dāng)加筋長度超過一定長度后，效果才明顯。坡頂?shù)拇怪蔽灰?，則是一開始變化較大，而其后則無顯著變化。在底部加筋時(shí)，安全系數(shù)幾乎無變化，說明在底部加筋并不能顯著提高整體穩(wěn)定性。在中部加筋時(shí)，開始安全系數(shù)提高也不明顯，但加筋長度超過一一定長度后，則安全系數(shù)提高很快。無論在任何位置加筋，土工織物都有一個(gè)最小長度，只有加筋長度超過此最小長度，才能發(fā)揮土下織物的作用。至于這個(gè)最小長度的大小，則與堤防的形狀和所采用的參數(shù)有關(guān)，要具體問題具體分析。在確定加筋位置時(shí)，如果加一層筋，應(yīng)該加在堤防底部稍偏上的地方，這樣不但能夠抑制位移的發(fā)展，而且能夠增強(qiáng)整體穩(wěn)定性。

2)加筋的層數(shù)。如果多層加筋，則建議加兩層，一層在底部，一層在中部，穿過最危險(xiǎn)滑弧，抑制最危險(xiǎn)滑弧的發(fā)展，使得最危險(xiǎn)滑弧的形狀、大小、位置都發(fā)生改變，以提高整體穩(wěn)定性。

5結(jié)束語

加筋土技術(shù)的應(yīng)用在各類工程中已經(jīng)取得了良好的效果，其應(yīng)用范同也較為廣闊，所取得的經(jīng)濟(jì)和社會效益也較為良好。巖土程中應(yīng)用加筋土技術(shù)，要充分了解其機(jī)理，合理設(shè)計(jì)，才能達(dá)到更好的效果，服務(wù)于程。