加筋土結(jié)構(gòu)的加筋機理

本章以潭衡西線高速公路加筋土擋墻實體工程施工現(xiàn)場的紅砂巖粗粒土為填料，通過大型拉拔試驗深入地研究了上述兩種規(guī)格雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)與紅砂巖粗粒土間的筋土界面關(guān)系，為工程設(shè)計提供了相關(guān)參數(shù)，提出了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋紅砂巖粗粒土的筋土界面關(guān)系冪函數(shù)模型，對FLAC 3D中Geogrid單元的筋土界面關(guān)系修正后進行了拉拔試驗?zāi)M。模擬結(jié)果表明基于冪函數(shù)的筋土界面本構(gòu)關(guān)系可以很好地描述拉拔時的剪應(yīng)力一位移關(guān)系；對不同含水率（14%、17%和飽和）和不同加筋層數(shù)(N=O，2,3)的加筋紅砂巖粗粒土試樣進行了三軸試驗，深入研究了加筋雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)對土體抗剪強度指標(biāo)c、妒值的影響、加筋效果以及含水率對加筋效果的影響等，提出了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)加筋紅砂巖粗粒土的非線性彈性本構(gòu)關(guān)系指數(shù)函數(shù)模型，系統(tǒng)研究了雙絞合六邊形鋼絲網(wǎng)的加筋機理。 摩擦加筋理論，將加筋土視為錨固系統(tǒng)，由填土質(zhì)量和外力產(chǎn)生的土壓力作用于墻面板，并通過墻面板上的拉筋連接件傳遞給拉筋，可能將拉筋從土中拉出。與此同時，拉筋又被土壓住，兩者產(chǎn)生的摩擦力阻止拉筋拔出。故只要拉筋材料具有足夠的強度，并與土產(chǎn)生足夠的摩阻力，則加筋土體就可保持穩(wěn)定。 根據(jù)筋土間的基本構(gòu)造，從加筋體中取一微分段來分析，如圖2-2所示。設(shè)微分段的長度為dl，拉筋寬度為6，填土的自重與加筋體外部荷載作用在拉筋上的法向力為Ⅳ，拉筋與填土之間的摩擦系數(shù)為，拉筋兩端受到的拉力分別為r．和T2，假定拉力沿拉筋長度呈非均勻分布，則該微分dT=r1-咒 拉筋與土體之間的摩擦阻力為： 在加筋土結(jié)構(gòu)中，拉筋一般呈水平層狀，相間鋪設(shè)在需要加固的土體中。當(dāng)加筋體受土壓力作用產(chǎn)生破壞時，破裂面將墻體分為活動區(qū)和穩(wěn)定區(qū)，活動區(qū)的下滑體對拉筋產(chǎn)生一個向外的拉拔力，而穩(wěn)定區(qū)內(nèi)土體與筋帶間的摩擦阻力則阻止拉筋被拔出。如果每一層拉筋與土體的摩擦阻力均能大于相應(yīng)的拉拔力，加筋土體的內(nèi)部穩(wěn)定性就有保證。從加筋體穩(wěn)定機理可以看出：加筋材料表面要粗糙，能使筋一土之間產(chǎn)生足夠的摩擦力，保證拉筋不被拉出；還要有足夠的強度和彈性模量，保證拉筋不產(chǎn)生過大的變形或發(fā)生拉斷破壞。 摩擦加筋原理的優(yōu)點是概念明確、簡單、便于理解。在加筋±擋墻的足尺試驗中得到了較好的驗證，在實際工程中已廣泛應(yīng)用。但摩擦加筋原理，忽略了筋帶在拉力作用下的變形，未考慮土是非連續(xù)性介質(zhì)、具有各向異性的特點，對于柔性土工合成材料（如塑料帶等），其結(jié)果誤差較大。