软土地基上土工合成材料加筋路堤的设计方法_肖媛媛

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1、第25卷第4期2005年8月中外公路33文章编号:1671-2579(2005)04-0033-03软土地基上土工合成材料加筋路堤的设计方法肖媛媛,徐超(同济大学,上海市200092)摘要:运用极限平衡理论分析软土地基上加筋路堤的稳定性是应用最广泛的方法,但在设计计算中如何合理地考虑加筋的作用一直存在争议。文中介绍的设计方法全面地分析了软土地基上加筋路堤可能存在的破坏机制和软土地基强度随深度增加的客观事实,给出了采用土工合成材料加筋措施的适用条件和实用设计步骤。最后结合某高速公路加筋路堤设计,给出了该设计方法的算例。关键词:软土地基;

2、土工合成材料;加筋路堤;设计方法在进行软土地基加筋路堤设计时,极限平衡法对在路堤基底采用土工合成材料加筋。软粘土地基上快速施工加筋路堤进行的稳定性评价已被普遍接受。在评价时通常运用条分法求出所需加筋拉力,然后凭借经验或者运用复杂的分析方法(如有限元法)去估算极限平衡计算中使用的加筋应变。当采用位移法进行稳定性评价时,则要在施工过程中考虑加筋位移引起的加筋力的变化,由于确定位移的难度较大,这种方法在工程实际中很少运用。M.Srbulov图1刚性基础下地基承载力的计算模式及相关参数进行稳定性分析时,认为滑动面位置的形成是受土体在采用该方法

3、进行软土地基加筋路堤设计时,首的峰值强度指标控制的,滑动面确定以后加筋路堤的先要判断所设计的路堤是否需要加筋,如验算表明在稳定性与残余强度指标相关,这种混合算法实质上还天然地基条件下,路堤填土高度可以达到设计高度,则是传统的极限平衡分析法。不需要进行地基加固或加筋处理;并验算单凭路堤基本文介绍的设计方法能够全面地分析软土地基上底加筋能否满足设计需要,如果进行充分加筋后的填加筋路堤可能存在的破坏机制,并考虑了软土地基的土高仍小于设计路堤高度,则表明即使进行基底加筋不排水抗剪强度随深度增加的客观事实,给出了采用其破坏高度仍达不到设计高度,

4、还需要辅以其他工程土工合成材料进行加筋的适用条件和实用设计步骤。措施,如采用轻质路堤或插设竖向排水体以使软土地基在填筑过程中强度得到提高。软土地基上路堤的设1软土地基加筋路堤的设计方法与特计高度介于天然地基时路堤的破坏高度与充分加筋后点路段的破坏高度之间,而这正是采用加筋路堤的使用条件。图1所示为厚度为D的软粘土地基上典型加筋1.1未加筋路堤的破坏高度确定路堤图形,其几何尺寸为:路堤高H,堤顶宽度为B,已知软土地基土层顶部不排水抗剪强度为cu0,不边坡坡度为1Bn。软土地基土层顶部不排水抗剪强度排水抗剪强度沿深度的单位增量为Qc。设作

5、用于地为cu0,不排水抗剪强度沿深度的单位增量用Qc表示,基土强度参数的分部系数为PF,按式(1)可求得修正收稿日期:2005-07-10(修改稿)作者简介:肖媛媛,女,硕士研究生.34中外公路25卷**后的强度参数cu0和Qc。对于未加筋路堤,这相当于填土高度为H的路堤施加在宽度为b的基础范地基稳定性破坏计算中取安全系数为F=1/PF。围地基上的平均压力为:*2*2cu0=PF@cu0qa=C{BH+n1H-(h)2}/b(6)(1)*取地基承载力安全系数FS=qQc=PF@Qcu/qa,则满足qu<按传统的极限平衡分析法,利用不排

6、水条件下修FS#qa的最小填土高度即为地基在不排水条件下,路正后的强度参数,计算不采用加筋或其他地基处理措堤充分加筋时路堤的破坏高度Hu。施时的破坏填土高度Hc。如果未加筋路堤在规定安如果路堤的设计高度H超过了充分加筋路堤的全系数时的破坏高度Hc不小于设计的路堤高度H,破坏高度(即HHu),说明即使采用充分的加筋措则没有必要考虑加筋处理;否则,可考虑采用基底加筋施,也不能为路堤填筑提供充分的稳定性,则需要选择以达到设计的填土高度。其他的方法(如使用轻质填料、塑料排水管或者分阶段1.2充分加筋后路堤的破坏高度确定施工)来满足要求。如果

7、设计高度H超过了Hc且低如果考虑用加筋来达到路堤的填土设计高度,需于Hu(即Hc

8、路堤的内部稳定性b=B+2n(H-h*)(2)时,问题的核心是如何确定加筋所提供的拉力T以及式中:h*为假定刚性基础边沿处填土压力Ch*等于按T所能提供的抗滑力矩。图3是Rowe和Li介绍的加塑性理论解得到的该处的压力(