土工格室穩(wěn)定性驗(yàn)算

 　　土工格室穩(wěn)定性驗(yàn)算

　　邊坡穩(wěn)定是路基設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，驗(yàn)算方法分極限平衡理論法和有限元法兩大類，一般常用前者。極限平衡理論法具體要根據(jù)軟土厚度、路基填土高度及其物理力學(xué)性質(zhì)等因素加以分析，找出潛在滑動(dòng)破壞面，依據(jù)不同的破壞形式進(jìn)行計(jì)算，加筋材料的作用相當(dāng)于增加一個(gè)抗拉力，而這個(gè)抗拉力就是筋材克服摩阻力所發(fā)揮的強(qiáng)度，同時(shí)要考慮筋材對(duì)潛在滑動(dòng)面的影響。作者認(rèn)為用這種方法計(jì)算土工格室加筋處理路堤穩(wěn)定性不太妥當(dāng)，因?yàn)橥凉じ袷沂且环N三維網(wǎng)格，與其中的密實(shí)填料共同形成一種板結(jié)構(gòu)，其不僅能發(fā)揮水平向摩阻力作用外，還能分擔(dān)擴(kuò)散豎向作用力，因而建立合理的模型單元用有限元法進(jìn)行分析比較符合土工格室的作用機(jī)理。以下就作者初步嘗試的兩種模型處理方法加以簡(jiǎn)介，以供同行探討。

　　模型1：節(jié)理單元。目前國(guó)內(nèi)外已提出多種節(jié)理單元模型，最先是為研究巖體結(jié)構(gòu)力學(xué)，模擬巖體軟弱結(jié)構(gòu)面而提出的，最早提出而又使用最廣泛的是古德曼，是一種假想的無厚面結(jié)構(gòu)，但其能傳遞壓力及摩阻力，。土工格室為軟土路堤的一相對(duì)強(qiáng)結(jié)構(gòu)面，但其作用機(jī)理一致，土工格室墊層傳遞擴(kuò)散垂向土壓力，并依靠摩阻力發(fā)揮側(cè)限作用，因而將土工格室及其周圍一定厚度范圍內(nèi)的填料抽象為節(jié)理單元進(jìn)行模擬。其剛度矩陣依據(jù)增量理論用變剛度法求得，其余同一般有限元計(jì)算。

　　模型2：板單元/接觸面單元。由于土工格室的土梁作用機(jī)理形成一種大剛度板結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行有限元模擬時(shí)將土工格室單獨(dú)作一層板單元實(shí)體，而其與上下填料間的作用關(guān)系用節(jié)理面單元模擬。

　　兩種處理模型均概念明確，操作簡(jiǎn)單，適于數(shù)值模擬計(jì)算。模型1通過節(jié)理單元模擬筋材的拉拔作用力，但側(cè)限作用發(fā)揮強(qiáng)度是隨著應(yīng)力場(chǎng)變化而改變的，與傳統(tǒng)分析法相比更進(jìn)一步。模型2相對(duì)模型1處理復(fù)雜，但邊界明確，力學(xué)參數(shù)簡(jiǎn)單，且更符合土工格室的板梁作用機(jī)理。