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數半解析解。在此基礎上分析了格室體長度格室，體剛度地基反力系數及筋土界面水平摩阻力，等因素對格室體撓曲變形及內力的影響結果表明格室體的設置可有效地減小路基沉降但也存在著尺寸效應，地基土體地基的反力系數對路基沉降有較大的影響該系數越大，路基沉降越小筋土界面水平摩阻力對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計中值得考慮。

　　土工格室是世紀年代研發的一種新型，土工合成材料它是由高強度的高密度聚乙烯焊接或組裝而成的三維蜂窩狀結構，具有材質輕耐磨耐熟拉伸強度高剛性韌性好抗沖擊力強等特點。可與格室內填充的砂石土等填料共同構成具有一定抗彎抗剪和抗壓能力的柔性筏板基礎來提高地基承載力，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用于軟土地基加固邊坡防護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及防滲等作用，而廣泛應用于渠道防滲及水庫大壩反濾排水防滲等水利工程中土工格室是一種極具發展前景的土工合成材料。國內外許多學者從不同角度對其進行了研究但因格室體的加固機理復雜。到目前為止其理論研究尚處于發展階段其變形計算。尚無統一方法而變形是路堤設計的一個重要方面。因此有不少學者對格室體的受力變形進行研究取得了一些成果。如殷建華談至明張福海等對傳統的彈性地基梁理論進行改進在土工格室加筋體的豎向變形分析中考慮了筋土界面水平摩阻力的影響取得了良好的效果。但這些方法仍存在一些問題與不足如只給出了格室體在無限或半無限假定條件下的具體解答未給出其有限長梁解，且不能反映筋材拉力沿軸向變化實際情況為此本文擬對傳統的彈性地基梁理論加以修正基于文克爾假定考慮筋土界面水平摩阻力的影響給出格室體荷載作用下受力變形的有限長梁冪級數解答。