Pasternak地基中土工格室加筋體的受力變形分析

 　　Pasternak地基中土工格室加筋體的受力變形分析

　　為了研究路面荷載作用下土工格室加筋體的受力與變形機理,正確反映土工格室加筋體與地基之間的荷載傳遞模式,建立了考慮路基填料和地基土體剪切作用的土工格室加筋體簡化分析模型。路基填料和地基土層采用雙參數的Pasternak模型,克服了傳統Winkler地基模型無法考慮路基填料和地基中應力擴散的缺點。土工格室加筋體簡化為埋置于地基中的有限長梁,以考慮其抗彎剛度的影響。基于特征值分解法求解土工格室加筋體變形微分控制方程,得到了準解析的解,并可直接得到路面荷載作用下土工格室加筋體的彎矩和剪力分布。該文模型在土層剪切剛度趨于足夠小時,可退化到采用Winkler地基時的土工加筋體分析模型。計算發現考慮土體的剪切特性對準確分析土工格室加筋體的受力和變形十分重要;同時發現當下臥地基較軟弱時,土工格室加筋體的加固作用更加明顯。

　　在軟土地基上修筑高速公路、鐵路等交通基礎設施時,一般需采用合適加固措施后才能滿足實際工程的需要。目前,土工格室作為一種新型的路基處理手段已經廣泛應用于軟土地基上的公路修建。工程實踐證明采用土工格室加固可有效地增強地基的承載力,提高路基服務年限,同時還能在一定程度上控制道路后期的變形。但是,目前土工格室在路面結構和地基之間的荷載傳遞作用及加固機理方面還沒得到深入的研究,也缺乏相應的測試數據,影響了其進一步的推廣應用。軟土地基上修筑道路體系時,為了達到變形控制和承載力要求,在軟土地基上先鋪設一層土工格室,然后在此基礎上,填筑顆粒填料修筑路基,最后修筑直接供車輛行駛的路面結構層,土工格室具有特殊的三維網狀結構,通過側壁的箍環作用將內部填充的砂礫材料形成一個水平加筋復合整體,從而具有較強的抗拉、抗剪和抗彎能力。土工格室單元體的尺寸較路面荷載作用面積小得多,因此目前在對其進行受力機理分析時,一般均化為連續、各向同性的線彈性體。土工格室埋設于路基底部后可有效地將上部傳遞下來的荷載分散到下部地基中,從而達到增強承載能力和減小變形的目的。