土工格柵、土工格室加筋墊層對(duì)軟土地基沉降控制效果的有限元分析

 　　土工格柵、土工格室加筋墊層對(duì)軟土地基沉降控制效果的有限元分析

　　結(jié)合秦沈客運(yùn)專線現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試及室內(nèi)模型試驗(yàn)的結(jié)果,利用有限元法,分析1層土工格柵、2層土工格柵和1層土工格室加筋墊層對(duì)軟土地基變形的控制效果,比較現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與室內(nèi)模型試驗(yàn)中加筋效果的差異。

　　加筋土技術(shù)首先由法國(guó)工程師Ｖｉｄａｌ于20世紀(jì)60年代提出,并運(yùn)用該技術(shù)建成了一段加筋土擋墻,同時(shí),他還預(yù)見到加筋材料可以提高地基承載力。在以后40多年中,加筋土技術(shù)作為土木工程領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)得到迅速發(fā)展。運(yùn)用土工合成材料加筋墊層進(jìn)行軟土地基處理是一種淺層處理方法。實(shí)踐證明,加筋墊層能夠較好地均化地基應(yīng)力,減少不均勻沉降,約束地基側(cè)向變形,提高地基穩(wěn)定性,是一種簡(jiǎn)單快速和經(jīng)濟(jì)的處理方法。但總的來說,目前對(duì)加筋機(jī)理的研究還落后于工程實(shí)踐,許多實(shí)踐證明是成功的工程卻難以從理論上加以解釋,設(shè)計(jì)上還不能正確描述工程實(shí)際的性狀。這種理論研究滯后于工程實(shí)踐的現(xiàn)象在相當(dāng)大的程度上限制了加筋技術(shù)的推廣應(yīng)用。本文結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)模型試驗(yàn),利用有限元法,分析1層土工格柵、2層土工格柵和1層土工格室加筋墊層對(duì)軟土地基的加固效果,比較現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)與室內(nèi)模型試驗(yàn)中加筋效果的差異。

　　采用土工合成材料加筋墊層進(jìn)行軟土地基處理時(shí),加筋墊層能否有效減小地基沉降量,目前尚有爭(zhēng)議,有的認(rèn)為筋材不具有抗彎能力,因此不能降低地基中的豎向應(yīng)力,對(duì)地基的最終沉降量不會(huì)有較大的影響;然而,也有很多室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)都確實(shí)說明了土工合成材料加筋墊層能夠減少地基沉降,是一種有效的加固方法。筆者認(rèn)為,任何一種地基處理方法都有其適用范圍,加筋墊層對(duì)地基沉降的控制效果與地基土的強(qiáng)度密切相關(guān),當(dāng)?shù)鼗翉?qiáng)度太高或太低時(shí),鋪設(shè)加筋墊層將顯示不出多少效果,只是尚未發(fā)現(xiàn)其適用范圍;同時(shí),加筋墊層對(duì)地基沉降的控制效果還與尺寸效應(yīng)有關(guān),在實(shí)際應(yīng)用中,可將加筋墊層的厚度適當(dāng)加大,以提高加筋墊層的抗彎剛度及其對(duì)地基沉降的控制效果。

　　目前應(yīng)用有限元方法對(duì)加筋墊層進(jìn)行的數(shù)值分析,由于有限元計(jì)算模型、計(jì)算參數(shù)和計(jì)算方法上的原因,在量化的數(shù)值上與試驗(yàn)結(jié)果仍有差異。因此,仍需對(duì)筋土之間的作用機(jī)理做大量的研究工作,以便確定合理的計(jì)算模型和計(jì)算參數(shù),能夠在數(shù)值計(jì)算中能真正反映加筋墊層的作用效果,促進(jìn)加筋土技術(shù)在工程中的應(yīng)用及其發(fā)展。