土工格柵、土工格室加筋墊層對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軟土地基沉降控制效果的有限元分析

　　結合秦沈客運專線現場測試及室內模型試驗的結果,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軟土地基變形的控制效果,比較現場試驗與室內模型試驗中加筋效果的差異。

　　加筋土技術首先由法國工程師Ｖｉｄａｌ于20世紀60年代提出,并運用該技術建成了一段加筋土擋墻,同時,他還預見到加筋材料可以提高地基承載力。在以后40多年中,加筋土技術作為土木工程領域的一項新技術得到迅速發展。運用土工合成材料加筋墊層進行軟土地基處理是一種淺層處理方法。實踐證明,加筋墊層能夠較好地均化地基應力,減少不均勻沉降,約束地基側向變形,提高地基穩定性,是一種簡單快速和經濟的處理方法。但總的來說,目前對加筋機理的研究還落后于工程實踐,許多實踐證明是成功的工程卻難以從理論上加以解釋,設計上還不能正確描述工程實際的性狀。這種理論研究滯后于工程實踐的現象在相當大的程度上限制了加筋技術的推廣應用。本文結合現場試驗和室內模型試驗,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軟土地基的加固效果,比較現場試驗與室內模型試驗中加筋效果的差異。

　　采用土工合成材料加筋墊層進行軟土地基處理時,加筋墊層能否有效減小地基沉降量,目前尚有爭議,有的認為筋材不具有抗彎能力,因此不能降低地基中的豎向應力,對地基的最終沉降量不會有較大的影響;然而,也有很多室內試驗和現場試驗都確實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。筆者認為,任何一種地基處理方法都有其適用范圍,加筋墊層對地基沉降的控制效果與地基土的強度密切相關,當地基土強度太高或太低時,鋪設加筋墊層將顯示不出多少效果,只是尚未發現其適用范圍;同時,加筋墊層對地基沉降的控制效果還與尺寸效應有關,在實際應用中,可將加筋墊層的厚度適當加大,以提高加筋墊層的抗彎剛度及其對地基沉降的控制效果。

　　目前應用有限元方法對加筋墊層進行的數值分析,由于有限元計算模型、計算參數和計算方法上的原因,在量化的數值上與試驗結果仍有差異。因此,仍需對筋土之間的作用機理做大量的研究工作,以便確定合理的計算模型和計算參數,能夠在數值計算中能真正反映加筋墊層的作用效果,促進加筋土技術在工程中的應用及其發展。