基于文克爾假定的土工格室加筋體受力分析

 　　基于文克爾假定的土工格室加筋體受力分析

　　針對(duì)土工格室加筋體的受力變形特性,將格室體視為置于彈性地基上的梁,基于文克爾假定,建立考慮水平摩阻力影響的土工格室加筋體的撓曲變形微分方程,從而得到了土工格室加筋體在集中荷載和均布荷載共同作用下的撓曲變形冪級(jí)數(shù)半解析解。在此基礎(chǔ)上,分析了格室體長(zhǎng)度、格室體剛度、地基反力系數(shù)及筋土界面水平摩阻力等因素對(duì)格室體撓曲變形及內(nèi)力的影響。結(jié)果表明,格室體的設(shè)置可有效地減小路基沉降,但也存在著尺寸效應(yīng);地基土體地基的反力系數(shù)對(duì)路基沉降有較大的影響,該系數(shù)越大路基沉降越小;筋土界面水平摩阻力對(duì)格室體的撓曲變形及彎矩有一定程度的削弱作用,在工程設(shè)計(jì)中值得考慮。

　　土工格室(Geocell)是20世紀(jì)80年代研發(fā)的一種新型土工合成材料,它是由高強(qiáng)度的高密度聚乙烯(HighDensityPolyethylene)焊接或組裝而成的三維蜂窩狀結(jié)構(gòu),具有材質(zhì)輕,耐磨耐熟,拉伸強(qiáng)度高,剛性、韌性好,抗沖擊力強(qiáng)等特點(diǎn),可與格室內(nèi)填充的砂、石、土等填料共同構(gòu)成具有一定抗彎、抗剪和抗壓能力的柔性筏板基礎(chǔ)來(lái)提高地基承載力、減少沉降和不均勻沉降。目前,該類土工合成材料不僅廣泛應(yīng)用于軟土地基加固、邊坡防護(hù)、擋土墻修建等巖土工程,而且因其與砂、石等填料共同作用后形成良好的反濾、排水、隔離、加筋、保護(hù)及防滲等作用,而廣泛應(yīng)用于渠道防滲及水庫(kù)大壩反濾排水防滲等水利工程中。土工格室是一種極具發(fā)展前景的土工合成材料,國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者從不同角度對(duì)其進(jìn)行了研究。但因格室體的加固機(jī)理復(fù)雜,到目前為止,其理論研究尚處于發(fā)展階段,其變形計(jì)算尚無(wú)統(tǒng)一方法,而變形是路堤設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面,因此有不少學(xué)者對(duì)格室體的受力變形進(jìn)行研究,取得了一些成果。