土工合成材料加筋技術(shù)

1、巖土工程研究所 第十二章土工合成材料加筋技術(shù)地基處理技術(shù)地基處理技術(shù)巖土工程研究所第一節(jié)第一節(jié) 加筋法與土工合成材料加筋法與土工合成材料 加筋法是在土中加入加筋法是在土中加入條帶、纖維或網(wǎng)格條帶、纖維或網(wǎng)格等筋才，等筋才，構(gòu)成加筋土，從而改善土的力學(xué)性能，提高土的強(qiáng)構(gòu)成加筋土，從而改善土的力學(xué)性能，提高土的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。度和穩(wěn)定性。 土工合成材料土工合成材料(Geosynthetics)：以人工合成的聚：以人工合成的聚化物為原料制成的各類土工產(chǎn)品總稱。由高分子聚化物為原料制成的各類土工產(chǎn)品總稱。由高分子聚合物通過紡絲和后處理工藝制成纖維，然后加工形合物通過紡絲和后處理工藝制成纖維，然后加工形成

2、的用于巖土工程領(lǐng)域的建筑材料。成的用于巖土工程領(lǐng)域的建筑材料。巖土工程研究所土工合成材料的分類土工合成材料的分類巖土工程研究所1、土工格柵（、土工格柵（geogrid）：）： 由聚乙烯或聚丙烯通過打孔、單項(xiàng)或雙向拉伸擴(kuò)孔而成由聚乙烯或聚丙烯通過打孔、單項(xiàng)或雙向拉伸擴(kuò)孔而成，孔格尺寸為，孔格尺寸為10-100mm圓形、橢圓形獲長方型格柵。圓形、橢圓形獲長方型格柵。 土工合成材料中發(fā)展迅速的一個(gè)種類。最初的土工格柵土工合成材料中發(fā)展迅速的一個(gè)種類。最初的土工格柵由英國耐特龍由英國耐特龍(Netlon)(Netlon)公司制造。公司制造。19801980年前后，英國開發(fā)出年前后，英國開發(fā)出經(jīng)編格柵經(jīng)

3、編格柵，采用聚酯纖維材料。此外，還有，采用聚酯纖維材料。此外，還有玻纖格柵玻纖格柵。我國。我國已有上述格柵的生產(chǎn)能力。已有上述格柵的生產(chǎn)能力。巖土工程研究所單向土工格柵單向土工格柵雙向土工格柵雙向土工格柵雙向玻纖土工格柵雙向玻纖土工格柵巖土工程研究所2 2、土工織物土工織物 土工織物采用編織技術(shù)生產(chǎn)的可滲透的土工合成材料土工織物采用編織技術(shù)生產(chǎn)的可滲透的土工合成材料. .分為：有紡?fù)凉た椢锖蜔o紡?fù)凉た椢锓譃椋河屑復(fù)凉た椢锖蜔o紡?fù)凉た椢?（1 1）有紡?fù)凉た椢铮海┯屑復(fù)凉た椢铮?在普通紡織機(jī)上由單絲或多股絲織成在普通紡織機(jī)上由單絲或多股絲織成, ,或有薄膜切成的扁絲或有薄膜切成的扁絲編制而成，編

4、制而成，與通常的棉毛制品相似。與通常的棉毛制品相似。經(jīng)緯向具有較高的強(qiáng)度和經(jīng)緯向具有較高的強(qiáng)度和剛度，拉斷延伸率低，過濾排水特性較差剛度，拉斷延伸率低，過濾排水特性較差。 有紡?fù)凉た椢镏饕龀捎屑復(fù)凉た椢镏饕龀?各種土工合成材料產(chǎn)品，如各種土工合成材料產(chǎn)品，如編織袋、防汛帶、土工膜袋等。編織袋、防汛帶、土工膜袋等。 （2 2）無紡?fù)凉た椢铮o紡?fù)凉た椢?由短纖維或噴絲長纖維隨機(jī)鋪成絮墊，再經(jīng)機(jī)械纏合（針刺由短纖維或噴絲長纖維隨機(jī)鋪成絮墊，再經(jīng)機(jī)械纏合（針刺）或熱粘，或化學(xué)粘合而成。與通常的毛毯相似。）或熱粘，或化學(xué)粘合而成。與通常的毛毯相似。具有低到中具有低到中等的強(qiáng)度和高斷裂延伸率，過濾排

5、水性能良好等的強(qiáng)度和高斷裂延伸率，過濾排水性能良好。 無紡?fù)凉た椢镏饕猛臼亲鳛榕潘礊V層。無紡?fù)凉た椢镏饕猛臼亲鳛榕潘礊V層。巖土工程研究所無紡?fù)凉げ紵o紡?fù)凉げ加屑復(fù)凉げ加屑復(fù)凉げ紟r土工程研究所3、土工網(wǎng)、土工網(wǎng) 由連續(xù)的聚合物肋條以一定角度的連續(xù)網(wǎng)孔平行由連續(xù)的聚合物肋條以一定角度的連續(xù)網(wǎng)孔平行擠出而成。較大的孔徑使其形成了像網(wǎng)一樣的結(jié)構(gòu)，擠出而成。較大的孔徑使其形成了像網(wǎng)一樣的結(jié)構(gòu)，同時(shí)能承受一定的法向壓力孔徑不顯著減小。同時(shí)能承受一定的法向壓力孔徑不顯著減小。 主要功能主要應(yīng)用于排水領(lǐng)域。在土中需和外包無主要功能主要應(yīng)用于排水領(lǐng)域。在土中需和外包無紡?fù)凉た椢锓礊V層構(gòu)成土工復(fù)合材料。紡

6、土工織物反濾層構(gòu)成土工復(fù)合材料。三維土工網(wǎng)三維土工網(wǎng)土工網(wǎng)土工網(wǎng)巖土工程研究所土工網(wǎng)作用：土工網(wǎng)作用： 草皮長成前，可保持土地表面免遭草皮長成前，可保持土地表面免遭風(fēng)雨的侵蝕。風(fēng)雨的侵蝕。 與植物形成的復(fù)合與植物形成的復(fù)合保護(hù)層可經(jīng)受高水位、大流速的水保護(hù)層可經(jīng)受高水位、大流速的水流沖刷。流沖刷。 可替代混凝土、瀝青、可替代混凝土、瀝青、塊石等坡面材料，主要用于公路、塊石等坡面材料，主要用于公路、鐵路、河道、堤壩、山坡等坡面保鐵路、河道、堤壩、山坡等坡面保護(hù)。護(hù)。 效益：效益： 可大幅降低工程造價(jià)，造價(jià)為混凝可大幅降低工程造價(jià)，造價(jià)為混凝土護(hù)坡和干砌石護(hù)坡的土護(hù)坡和干砌石護(hù)坡的1/71/7，漿

7、砌，漿砌塊石護(hù)坡的塊石護(hù)坡的1/81/8。 采用高分子材料以及抗紫外線穩(wěn)定采用高分子材料以及抗紫外線穩(wěn)定劑，其化學(xué)穩(wěn)定性高，對(duì)環(huán)境無污劑，其化學(xué)穩(wěn)定性高，對(duì)環(huán)境無污染（降解型的網(wǎng)墊二年后在土中不染（降解型的網(wǎng)墊二年后在土中不留痕跡）留痕跡） 施工簡便，將地表平整后，即可施施工簡便，將地表平整后，即可施工工。 巖土工程研究所高密度聚乙烯高密度聚乙烯土工膜土工膜4 4、土工膜、土工膜 由聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚乙等制成的滲透性很低由聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚乙等制成的滲透性很低的膜或薄片，分為加筋與不加筋兩類，厚度的膜或薄片，分為加筋與不加筋兩類，厚度0.25-4mm0.25-4mm，幅，幅度度1.

8、5-10m1.5-10m。巖土工程研究所土工膜用于垃圾填埋場(chǎng)防滲土工膜用于垃圾填埋場(chǎng)防滲巖土工程研究所復(fù)合土工膜復(fù)合土工膜一布一膜一布一膜二布一膜二布一膜巖土工程研究所5 5、土工格室、土工格室 菱形或蜂窩網(wǎng)狀土三維工合成材料，厚度菱形或蜂窩網(wǎng)狀土三維工合成材料，厚度5-20cm,5-20cm,空格空格尺寸約尺寸約80-400mm.80-400mm.格中充填土、砂和碎石。格中充填土、砂和碎石。巖土工程研究所筋材：土工織物、土工格柵筋材：土工織物、土工格柵和土工格室。和土工格室。作用作用：l提高路堤和地基穩(wěn)定性提高路堤和地基穩(wěn)定性l減小不均勻沉降減小不均勻沉降巖土工程研究所作陡變坡，節(jié)省用地作陡

9、變坡，節(jié)省用地巖土工程研究所2、路面及基層加筋、路面及基層加筋筋材：筋材： 無紡?fù)凉た椢铮凉じ駯艧o紡?fù)凉た椢?，土工格柵鋪設(shè)位置：鋪設(shè)位置：新建瀝青路面面層底部；新建瀝青路面面層底部；作用：減少半剛性基面對(duì)作用：減少半剛性基面對(duì)瀝青瀝青 路面面層反射裂縫路面面層反射裂縫；2. 2. 舊瀝青路面、混凝土路舊瀝青路面、混凝土路面上的瀝青加鋪層底部；面上的瀝青加鋪層底部；作用：減少或延緩舊路面對(duì)瀝作用：減少或延緩舊路面對(duì)瀝青加鋪層的反射裂縫。青加鋪層的反射裂縫。巖土工程研究所3 3、加筋擋土墻、加筋擋土墻筋材：土工格柵筋材：土工格柵 作用：拉筋作用作用：拉筋作用武漢大學(xué)加筋擋土墻武漢大學(xué)加筋擋土墻巖

10、土工程研究所巖土工程研究所4、防護(hù)、防護(hù) 土工模袋坡面防護(hù)、河岸防沖刷土工模袋坡面防護(hù)、河岸防沖刷巖土工程研究所4、防護(hù)、防護(hù) 坡面防護(hù)、河岸防沖刷、防路面反射裂縫坡面防護(hù)、河岸防沖刷、防路面反射裂縫巖土工程研究所反濾：使用土工織物作過濾層，允許水流過土工織物，但細(xì)粒土反濾：使用土工織物作過濾層，允許水流過土工織物，但細(xì)粒土不會(huì)大量進(jìn)入排水集料或管中。不會(huì)大量進(jìn)入排水集料或管中。在同樣反慮效果時(shí)，土工格柵材料質(zhì)量只有沙層的在同樣反慮效果時(shí)，土工格柵材料質(zhì)量只有沙層的1/1000-1/10000巖土工程研究所 將土工合成材料置于兩種不同特性材料之間，防止不同土壤層將土工合成材料置于兩種不同特性材

11、料之間，防止不同土壤層（通常（通常為細(xì)粒土層和粒狀排水土層）顆粒的相互混合。為細(xì)粒土層和粒狀排水土層）顆粒的相互混合。 巖土工程研究所 防止液體滲漏、氣體揮發(fā)，保護(hù)建筑物安全。防止液體滲漏、氣體揮發(fā)，保護(hù)建筑物安全。 巖土工程研究所 表面摩擦表面摩擦1、筋材的應(yīng)力傳遞、筋材的應(yīng)力傳遞： 筋材水平鋪于土中，高抗拉強(qiáng)度筋材水平鋪于土中，高抗拉強(qiáng)度、高模量的筋材于土界面應(yīng)力傳遞、高模量的筋材于土界面應(yīng)力傳遞方式：表面摩擦和利用橫桿的被動(dòng)方式：表面摩擦和利用橫桿的被動(dòng)抗力。抗力。（1）依靠表面摩擦力傳遞依靠表面摩擦力傳遞 上覆壓力和筋土間摩擦角越大，上覆壓力和筋土間摩擦角越大，傳遞的摩擦力越大；筋材表

12、面越粗糙傳遞的摩擦力越大；筋材表面越粗糙，土粒徑越大且?guī)в欣饨?，傳遞的摩，土粒徑越大且?guī)в欣饨?，傳遞的摩擦力越大。擦力越大。 筋材應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和彈模，保證筋材應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和彈模，保證筋土間產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)前不被拉出。筋土間產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)前不被拉出。巖土工程研究所2 2、依靠筋材橫桿被動(dòng)土抗力傳遞（格柵、格室）、依靠筋材橫桿被動(dòng)土抗力傳遞（格柵、格室） 格柵與土發(fā)生相格柵與土發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，除有摩擦對(duì)位移時(shí)，除有摩擦抗力外，格柵橫桿側(cè)抗力外，格柵橫桿側(cè)面受到與之垂直的被面受到與之垂直的被動(dòng)土壓力。動(dòng)土壓力。 加筋作用機(jī)理加筋作用機(jī)理側(cè)壓力贈(zèng)量理論側(cè)壓力贈(zèng)量理論 與無加筋土比較，加筋土限制土的側(cè)向位移，等效

13、于給土體施加與無加筋土比較，加筋土限制土的側(cè)向位移，等效于給土體施加了一個(gè)側(cè)壓力增量。了一個(gè)側(cè)壓力增量。視凝聚力理論視凝聚力理論 與無加筋土比較，加筋土的凝聚力有很大提高，內(nèi)摩擦角基本不與無加筋土比較，加筋土的凝聚力有很大提高，內(nèi)摩擦角基本不變。變。巖土工程研究所 圖（圖（a a）為未加筋的土單元，當(dāng)保持為未加筋的土單元，當(dāng)保持 3 3不變，不變， 1 1增加時(shí)，增加時(shí)，土單元體產(chǎn)生豎向壓縮和側(cè)向膨脹。隨著土單元體產(chǎn)生豎向壓縮和側(cè)向膨脹。隨著 1 1逐漸增大，在豎向逐漸增大，在豎向變形增大的同時(shí)側(cè)向膨脹也越來越大，直至破壞，其相應(yīng)的極變形增大的同時(shí)側(cè)向膨脹也越來越大，直至破壞，其相應(yīng)的極限應(yīng)力

14、圓為圖（限應(yīng)力圓為圖（c c）中的中的A A圓。圓。vh/21f1f1fvBA1f3f3f3f3f3f1f1f( )avh/21f1f1fvBA1f3f3f3f3f3f1f1fc ( ) c巖土工程研究所 假如在土單元中設(shè)置水平向拉筋，如圖（假如在土單元中設(shè)置水平向拉筋，如圖（b b）所示，通過拉所示，通過拉筋與土顆粒之間的摩擦作用，把引起側(cè)向膨脹的力傳遞給拉筋，筋與土顆粒之間的摩擦作用，把引起側(cè)向膨脹的力傳遞給拉筋，土體的側(cè)向變形受到約束，則在與圖（土體的側(cè)向變形受到約束，則在與圖（a a）相同的極限作用下，相同的極限作用下，由于側(cè)向變形較小，土單元就不會(huì)破壞。只有當(dāng)豎向應(yīng)力從由于側(cè)向變形較

15、小，土單元就不會(huì)破壞。只有當(dāng)豎向應(yīng)力從 1 1f f增加到增加到 1 1f f + 1 1f f 時(shí)，加筋的土單元才破壞，如圖（時(shí)，加筋的土單元才破壞，如圖（c c）中的中的B B圓圓。這時(shí)的強(qiáng)度包線如圖（。這時(shí)的強(qiáng)度包線如圖（c c）中的虛線所示。實(shí)驗(yàn)證明，有加筋中的虛線所示。實(shí)驗(yàn)證明，有加筋作用時(shí)，土體的內(nèi)摩擦角作用時(shí)，土體的內(nèi)摩擦角 與未加筋土體相近，所不同的是增加與未加筋土體相近，所不同的是增加了內(nèi)聚力，因此，加筋作用相當(dāng)于使土體增加了內(nèi)聚力。了內(nèi)聚力，因此，加筋作用相當(dāng)于使土體增加了內(nèi)聚力。 vh/21f1f1fvBA1f3f3f3f3f3f1f1fc ( )a( )b( ) c巖土

16、工程研究所 在三軸試驗(yàn)中，用土工織物加筋與未加筋土體的應(yīng)力應(yīng)變?cè)谌S試驗(yàn)中，用土工織物加筋與未加筋土體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系如下圖所示。當(dāng)應(yīng)變較小時(shí)，加筋對(duì)土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系關(guān)系如下圖所示。當(dāng)應(yīng)變較小時(shí)，加筋對(duì)土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系基本上無影響。當(dāng)應(yīng)變達(dá)到某一界限時(shí)，加筋對(duì)土的應(yīng)力應(yīng)基本上無影響。當(dāng)應(yīng)變達(dá)到某一界限時(shí)，加筋對(duì)土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的影響逐漸顯著，強(qiáng)度隨土的應(yīng)變?cè)龃蠖龃?。加筋變關(guān)系的影響逐漸顯著，強(qiáng)度隨土的應(yīng)變?cè)龃蠖龃蟆＜咏顚?duì)土的抗剪強(qiáng)度提高在產(chǎn)生較大的應(yīng)變后才得以發(fā)揮對(duì)土的抗剪強(qiáng)度提高在產(chǎn)生較大的應(yīng)變后才得以發(fā)揮。 v 0 221 未加筋 加筋 加筋土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系加筋土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系巖土工程研究所

17、第三節(jié)第三節(jié) 加筋土的應(yīng)用加筋土的應(yīng)用 一、加筋土墊層一、加筋土墊層 加筋土墊層就是在墊層中水平鋪設(shè)一層或數(shù)層土工加筋土墊層就是在墊層中水平鋪設(shè)一層或數(shù)層土工合成材料形成的復(fù)合墊層。加筋墊層加固地基的原理是合成材料形成的復(fù)合墊層。加筋墊層加固地基的原理是：通過墊層中土工加筋帶的作用，增強(qiáng)了墊層的整體性：通過墊層中土工加筋帶的作用，增強(qiáng)了墊層的整體性和剛度，可調(diào)整不均勻沉降；由于墊層剛度增大的影響和剛度，可調(diào)整不均勻沉降；由于墊層剛度增大的影響，可通過復(fù)合墊層的應(yīng)力擴(kuò)散，擴(kuò)大荷載的分布范圍，可通過復(fù)合墊層的應(yīng)力擴(kuò)散，擴(kuò)大荷載的分布范圍，調(diào)整應(yīng)力分布使應(yīng)力更趨均勻；通過加筋帶與墊層材料調(diào)整應(yīng)力分布

18、使應(yīng)力更趨均勻；通過加筋帶與墊層材料間的摩擦力，增加了復(fù)合墊層的側(cè)限能力，可減小軟弱間的摩擦力，增加了復(fù)合墊層的側(cè)限能力，可減小軟弱地基土的側(cè)向擠出和隆起，從而減小沉降變形；同時(shí)，地基土的側(cè)向擠出和隆起，從而減小沉降變形；同時(shí)，由于軟土水平位移減小，軟土內(nèi)剪應(yīng)力和剪應(yīng)變減小，由于軟土水平位移減小，軟土內(nèi)剪應(yīng)力和剪應(yīng)變減小，豎向承載力提高。豎向承載力提高。 巖土工程研究所加筋土墊層中筋材的設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面的因素：加筋土墊層中筋材的設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)方面的因素：1 1復(fù)合墊層中所用的土工合成材料應(yīng)具有較高的抗拉強(qiáng)度和復(fù)合墊層中所用的土工合成材料應(yīng)具有較高的抗拉強(qiáng)度和延伸率，材料表面應(yīng)

19、具有較大的摩擦系數(shù)，在施工過程中不延伸率，材料表面應(yīng)具有較大的摩擦系數(shù)，在施工過程中不應(yīng)出現(xiàn)土工合成材料被頂破、撕裂的現(xiàn)象。在砂卵石墊層中應(yīng)出現(xiàn)土工合成材料被頂破、撕裂的現(xiàn)象。在砂卵石墊層中的土工合成材料應(yīng)形成網(wǎng)格狀，網(wǎng)格處應(yīng)采取一定的措施加的土工合成材料應(yīng)形成網(wǎng)格狀，網(wǎng)格處應(yīng)采取一定的措施加以固定，以免土工合成材料在墊層內(nèi)來回錯(cuò)動(dòng)，影響其受力以固定，以免土工合成材料在墊層內(nèi)來回錯(cuò)動(dòng)，影響其受力特性。特性。2 2加筋墊層的厚度、土工合成材料的層數(shù)和網(wǎng)格密度應(yīng)滿足加筋墊層的厚度、土工合成材料的層數(shù)和網(wǎng)格密度應(yīng)滿足上部結(jié)構(gòu)物對(duì)地基強(qiáng)度和沉降的要求。上部結(jié)構(gòu)物對(duì)地基強(qiáng)度和沉降的要求。3 3土工織物加

20、筋層應(yīng)位于墊層的中底部，且不宜直接置于下土工織物加筋層應(yīng)位于墊層的中底部，且不宜直接置于下臥層的頂面。大板基礎(chǔ)的基底應(yīng)力分布為中間大邊緣小，故臥層的頂面。大板基礎(chǔ)的基底應(yīng)力分布為中間大邊緣小，故在基礎(chǔ)邊緣部位至筋帶彎折部位土工織物網(wǎng)格應(yīng)加密，并在在基礎(chǔ)邊緣部位至筋帶彎折部位土工織物網(wǎng)格應(yīng)加密，并在彎折處用砂卵石袋壓緊。彎折處用砂卵石袋壓緊。巖土工程研究所二、加筋土地基二、加筋土地基 對(duì)于公路、鐵路、河海堤防等構(gòu)筑物下的軟土地基，采用對(duì)于公路、鐵路、河海堤防等構(gòu)筑物下的軟土地基，采用土工合成材料加筋處理，對(duì)提高軟基上堤壩填土的極限高度土工合成材料加筋處理，對(duì)提高軟基上堤壩填土的極限高度、增加地基

21、穩(wěn)定性、減少地基不均勻沉降量有顯著的效果。、增加地基穩(wěn)定性、減少地基不均勻沉降量有顯著的效果。 加筋土地基有三種可能的破壞形式：加筋土地基有三種可能的破壞形式： （1 1）加筋拔出）加筋拔出 當(dāng)土工合成材料與土的界面摩擦強(qiáng)度小于土工織物的抗當(dāng)土工合成材料與土的界面摩擦強(qiáng)度小于土工織物的抗拉強(qiáng)度，界面上的剪應(yīng)力隨填土荷載的增加而逐漸增大，直拉強(qiáng)度，界面上的剪應(yīng)力隨填土荷載的增加而逐漸增大，直到發(fā)生剪切破壞，接著合成材料被拔出，地基發(fā)生破壞。到發(fā)生剪切破壞，接著合成材料被拔出，地基發(fā)生破壞。 （2 2）拉斷）拉斷 當(dāng)土工當(dāng)土工合成材料合成材料與土的界面摩擦強(qiáng)度大于它的抗拉強(qiáng)度與土的界面摩擦強(qiáng)度大于

22、它的抗拉強(qiáng)度時(shí)，界面上的剪應(yīng)力增大到一定值將使時(shí)，界面上的剪應(yīng)力增大到一定值將使土工合成材料土工合成材料拉斷，拉斷，地基出現(xiàn)整體滑動(dòng)破壞。地基出現(xiàn)整體滑動(dòng)破壞。 巖土工程研究所（3 3）地基失穩(wěn)破壞）地基失穩(wěn)破壞 軟土深厚，土工合成材料拉伸應(yīng)變很大時(shí)，在荷載增加軟土深厚，土工合成材料拉伸應(yīng)變很大時(shí)，在荷載增加的過程中，土工合成材料與土的應(yīng)變均連續(xù)增加，在土工合的過程中，土工合成材料與土的應(yīng)變均連續(xù)增加，在土工合成材料應(yīng)變達(dá)到加拿大成材料應(yīng)變達(dá)到加拿大RoweRowe教授提出的教授提出的“允許相容應(yīng)變?cè)试S相容應(yīng)變”后后，地基出現(xiàn)圓弧滑動(dòng)破壞。，地基出現(xiàn)圓弧滑動(dòng)破壞。 允許相容應(yīng)變：假設(shè)土工合成材

23、料的抗拉模量小到可以忽允許相容應(yīng)變：假設(shè)土工合成材料的抗拉模量小到可以忽略不計(jì)，此時(shí)土工合成材料對(duì)堤壩的穩(wěn)定作用受土工合成材略不計(jì)，此時(shí)土工合成材料對(duì)堤壩的穩(wěn)定作用受土工合成材料與土體的變形相容性和相對(duì)模量控制。料與土體的變形相容性和相對(duì)模量控制。 巖土工程研究所三、加筋土邊坡三、加筋土邊坡 加筋土邊坡有兩種形式：人工填土加筋土邊坡和天然邊加筋土邊坡有兩種形式：人工填土加筋土邊坡和天然邊坡的加筋處理。人工填土加筋土邊坡中，加筋材料隨填土加坡的加筋處理。人工填土加筋土邊坡中，加筋材料隨填土加高，分層加筋分層壓實(shí)形成坡面。天然邊坡的加筋處理是對(duì)高，分層加筋分層壓實(shí)形成坡面。天然邊坡的加筋處理是對(duì)已

24、有邊坡的加固，筋材不是分層埋入而是鉆孔錨入邊坡，又已有邊坡的加固，筋材不是分層埋入而是鉆孔錨入邊坡，又稱稱錨釘法錨釘法，一般要求筋材有較高的強(qiáng)度和拉伸模量。，一般要求筋材有較高的強(qiáng)度和拉伸模量。 加筋土邊坡是利用筋材的抗剪、抗拉性能提高土的強(qiáng)度以加筋土邊坡是利用筋材的抗剪、抗拉性能提高土的強(qiáng)度以達(dá)到提高邊坡穩(wěn)定性的目的。達(dá)到提高邊坡穩(wěn)定性的目的。 加筋土邊坡設(shè)計(jì)采用極限平衡理論，可按圓弧滑動(dòng)法或加筋土邊坡設(shè)計(jì)采用極限平衡理論，可按圓弧滑動(dòng)法或楔體滑動(dòng)法核算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。筋材強(qiáng)度驗(yàn)算和內(nèi)部楔體滑動(dòng)法核算土坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。筋材強(qiáng)度驗(yàn)算和內(nèi)部穩(wěn)定驗(yàn)算與加筋土擋墻驗(yàn)算相同。穩(wěn)定驗(yàn)算與加筋土擋墻

25、驗(yàn)算相同。 巖土工程研究所四、加筋土擋墻四、加筋土擋墻 加 筋 土 擋 墻 是加 筋 土 擋 墻 是由填土、填土中布由填土、填土中布置一定數(shù)量的帶狀置一定數(shù)量的帶狀拉筋和直立墻面板拉筋和直立墻面板三部分組成的整體三部分組成的整體復(fù)合結(jié)構(gòu)。復(fù)合結(jié)構(gòu)。巖土工程研究所第四節(jié)第四節(jié) 加筋路堤設(shè)計(jì)加筋路堤設(shè)計(jì)一、加筋路堤破壞形式：一、加筋路堤破壞形式：(a)(a)路堤沿筋材滑動(dòng)路堤沿筋材滑動(dòng)(b)(b)路基土擠出路基土擠出(c)(c)整體滑動(dòng)整體滑動(dòng)(d)(d)過大沉降過大沉降巖土工程研究所yi二、加筋路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算二、加筋路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算1 1、整體穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算（瑞典法）、整體穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算（瑞典

26、法） 按無筋情況確定最危險(xiǎn)滑弧圓心位置，假定加筋后滑弧不變按無筋情況確定最危險(xiǎn)滑弧圓心位置，假定加筋后滑弧不變，拉力水平方向拉力水平方向，按下式計(jì)算安全系數(shù)：，按下式計(jì)算安全系數(shù)：T Ti i：第：第i i層筋材提供的水平拉力，取筋材容許抗力強(qiáng)度層筋材提供的水平拉力，取筋材容許抗力強(qiáng)度Y Yi：第第i i層筋材到滑心豎直距離。層筋材到滑心豎直距離。若有若有n n層筋，層筋， Ti取取n Ti，要求，要求Fs1.3巖土工程研究所2 2、抗拔穩(wěn)定性、抗拔穩(wěn)定性 若有筋材沒有滿鋪，處于滑弧之外的筋材應(yīng)具有若有筋材沒有滿鋪，處于滑弧之外的筋材應(yīng)具有足夠的錨固長度，足夠的錨固長度，應(yīng)驗(yàn)算筋材拉力作用下的

27、抗拔出應(yīng)驗(yàn)算筋材拉力作用下的抗拔出穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。 筋材拉力方向與其模量有關(guān)。拉力方向水平時(shí)力筋材拉力方向與其模量有關(guān)。拉力方向水平時(shí)力臂較短，安全系數(shù)較小，因此，上述公式計(jì)算偏遠(yuǎn)臂較短，安全系數(shù)較小，因此，上述公式計(jì)算偏遠(yuǎn)全。全。巖土工程研究所3 3、堤坡滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算、堤坡滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算滑動(dòng)力：滑動(dòng)力：抗滑力：抗滑力：抗滑安全系數(shù)：抗滑安全系數(shù)：若取抗滑安全系數(shù)為若取抗滑安全系數(shù)為2.02.0，則，則2a2EHkasgHltan21T asETFsgaHkltan2EaLTH筋材筋材 堤坡滑動(dòng)受力圖堤坡滑動(dòng)受力圖巖土工程研究所4 4、地基土擠出穩(wěn)定性演算、地基土擠出穩(wěn)定性演算擠出力：擠出力

28、：抗擠出力：抗擠出力：筋材摩擦力：筋材摩擦力：硬基對(duì)于軟基摩擦力：硬基對(duì)于軟基摩擦力： asaskDcDkDH2)2(EafpspskDckD22E2pfsglHtan2Sgtan)2(SfsssDHcl:填土重度填土重度C Cs、s s：軟基強(qiáng)度指標(biāo)：軟基強(qiáng)度指標(biāo)s s: :軟土重度軟土重度sg:筋材與軟基界面摩擦角筋材與軟基界面摩擦角Ka、kp：軟基主、被動(dòng)土壓力軟基主、被動(dòng)土壓力系數(shù)。系數(shù)。5.1FsafgpESSE 堤坡下軟土受力圖堤坡下軟土受力圖巖土工程研究所二、加筋路堤承載力驗(yàn)算二、加筋路堤承載力驗(yàn)算1 1、承載力驗(yàn)算可采用條形基礎(chǔ)加筋地基承載力驗(yàn)算方法、承載力驗(yàn)算可采用條形基礎(chǔ)加

29、筋地基承載力驗(yàn)算方法和公式。和公式。2 2、也可采用下面改進(jìn)太沙基承載、也可采用下面改進(jìn)太沙基承載 力公式力公式BTNRTDNcqfcfu/sin2)2(pP Pu u: :加筋地基極限承載力；加筋地基極限承載力；：筋材拉力與水平面夾角，?。航畈睦εc水平面夾角，取4545+/2+/2C Cf f、f f：地基土凝聚力和重度：地基土凝聚力和重度D:D:沉降加側(cè)邊隆起量沉降加側(cè)邊隆起量T T：筋材拉力，可取容許抗拉強(qiáng)度：筋材拉力，可取容許抗拉強(qiáng)度R R：兩側(cè)地基土隆起的假象圓半徑。一般?。簝蓚?cè)地基土隆起的假象圓半徑。一般取3m3m，較淺軟基取其厚，較淺軟基取其厚度之半。度之半。巖土工程研究所 R R：兩側(cè)地基土隆起的假象圓半徑。一般取：兩側(cè)地基土隆起的假象圓半徑。一般取3m3m，較淺軟基取，較淺軟基取其厚度之半。其厚度之半。B:B:平均堤寬，取堤頂和底寬度之半平均堤寬，取堤頂和底寬度之半N Nc c、N Nq q：承載力因數(shù)。可從相關(guān)教材查出。：承載力因數(shù)。可從相關(guān)教材查出。巖土工程研究所 加筋地基加筋地基第五節(jié)第五節(jié) 條形基礎(chǔ)加筋地基設(shè)計(jì)條形基礎(chǔ)加筋地基設(shè)計(jì)一、地基承載力驗(yàn)算步驟一、地基承載力