土工隔栅处理公路软基理论分析方法

土工隔栅处理公路软基理论分析方法

许  云

（青海交通职业技术学院，交通土木工程系，青海  西宁  810003）

摘  要：本文主要讨论了用极限平衡法和有限元法分析法，研究土工隔栅处理公路软基的理论分析方法，不同的方法有不同的适用条件和范围，为设计和沉降观测提供了理论依据。

关键词：加筋  软基  稳定安全系数

【文献标识码】A　　　　　【文章编号】1728-2462(2007)05-00076-03

公路软基的处理方法很多，在软土地基上修建公路，主要解决地基土的稳定和地基土的变形问题。随着我国高速公路建设的蓬勃发展，作为加固软土地基的土工隔栅获得了越来越广泛的应用。土工隔栅作为1种新型的岩土工程材料，质地柔软、重量轻，其整体连续性好、抗拉强度高、耐腐蚀并且抗微生物侵蚀。使用土工隔栅来加固软土地区路基，施工方便、造价低。土工格栅能与土很好的结合，将其至于土体内部、表面或各层土体之间，依靠织物筋材的抗拉特性，通过它与周围土体间的摩擦和嵌固作用，改变了加筋土体内部应力场及位移场的分布，从而提高地基承载能力、减小路基的不均匀沉降并使路堤的稳定性得到提高^<1>。在软土地基上修筑路堤，应进行稳定性验算与沉降计算。稳定性验算与沉降计算应考虑在施工期及预压期由于地基沉降而多填筑的填料增重的影响。稳定性验算时，应采用圆弧条分法按照路堤施工期及公路营运期的荷载分别计算稳定安全系数，地基、路堤整体抗剪稳定性验算应采用圆弧条分法，宜用总应力法或有效固结应力法，有条件时可用有效应力法（准比肖普法）计算稳定安全系数。当稳定安全系数小于规定容许值时因针对稳定性进行处治设计。

依据《公路软土地基路堤设计规范与施工技术规范》在软土地基上修筑路堤，应进行稳定性验算与沉降计算。稳定性验算时，应采用圆弧条分法按照路堤施工期及公路营运期的荷载分别计算稳定安全系数，当稳定安全系数小于规定容许值时因针对稳定性进行处治设计。

1、极限平衡法

极限平衡法是根据斜坡上的滑体或滑块的力学平衡原理（即静力平衡原理），分析斜坡各种破坏模式下的受力状态，以及斜坡上的抗滑力与下滑力之间的关系来评价斜坡的稳定性。

由于其力学模型简单，故已应用于大量的工程实践中，积累了丰富的实际经验，而且有依据规范的指导。目前是占主导地位的1种分析方法，优点在于力学模型简单，使用方便，抓住问题的主要方面；已积累了丰富的经验；有规范的指导；缺点是由于该方法没有考虑到土体的应力1应变性质，不能求出失稳时土体内部各处的应力和应变，所求得的安全系数也只能反映已假定滑面（包括位置和形式）上其大小，并不能反映土坡的破坏机理，不能求出失稳时土体内部各处的应力与应变。所以，采用这种方法求出的是1种综合性近似解答。

（1）解析法

解析法就是设筋材作用在地基土表面的剪力为αS_ud，α 为筋土作用系数，其取值有3种极端的情况：

（1）当α=1 时，筋材完全约束住了地基变形，即地基侧向位移为0，地基承担最大的向内剪应力。

（2）当α=0时，筋材对地基土施加的剪应力为₀，此时筋材完全承担了侧向土压力，但对地基表面无任何限制。

（3）当α=-1时，地基表面承受全部外推剪应力，地基侧向变形达到极大值。软土层支撑于坚硬下卧层上，在使用性能极限状态下筋土变形是协调的，则地基土实际发挥的抗剪强度为：

S_ud=S_um

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