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加筋土是繼鋼筋混泥土和預應力混凝土之后的一種新型建筑材料，自加筋土進入舊內(nèi)以來，已逐步在公路、水運、鐵路、礦山和水利T程中試用，近幾年在公路建設和水利、礦山工程建設中的軟弱地基處理和擋土結(jié)構(gòu)中應用較多，取得了巨大的經(jīng)濟和社會效益，加筋土T程的設}H{算理論和施技術(shù)也日臻成熟。

1加筋土作用機理

土體一般具有一定的抗壓強度，土體受壓時，其破壞與否與土的側(cè)向變形大小有關(guān)，允許的側(cè)向變形愈小，它能承受的壓力將愈高，要提高土的承受能力，可以從設法減小其側(cè)向擴張著手，加筋土技術(shù)正是利用了這一原理。在土體中的一定部位鋪設水平方向的加筋材料，將土壓實后，土加筋材密切結(jié)合成一復合土體(加筋土)，當在復合土體的表面施加荷載，由于加筋材與周圍土之間有較大的摩阻力(有時尚有咬合力)，限制r土的側(cè)向變形，相當于在土體側(cè)面上施加了約束力，使得土體變成側(cè)限受壓，這種復合土體的承壓能力理所當然地得到提高。

2加筋土筋材

從加筋土的作用機理可知，加筋目的在于最大限度地限制受壓土體的側(cè)向變形，這就需要依靠土體中的筋材與周同土的相互作用。因此筋材與土體之間應有較高的界面強度(摩擦力與咬合力大)。加筋土中的加筋材料通常采用土工織物、土工帶和土工格柵等。此外，還需要考慮加筋材料的蠕變性對抗拉能力的影響。在目前的加筋材料中，土_T格柵的蠕變性較低，是較為理想的加筋材料。

3加筋土的本構(gòu)模型

3．1加筋土分析方法

1)加筋土復合土體模型。該模型是把加筋土看成宏觀上均勻的復合材料，土與筋材的相互作用表現(xiàn)為內(nèi)力，只對復合材料的性質(zhì)產(chǎn)生影響，而不直接出現(xiàn)在應力應變計算中，在復合體有限元計算中必須建立一種加筋土的本構(gòu)模型。近年來不少學者在此方面作了很多工作。該模型主要是通過加筋土體的三軸試驗分析而建立。但是由于加筋土的各向異性和非均質(zhì)特點，因而具有明顯的尺寸效應，目前對加筋土j軸試驗結(jié)果尚無統(tǒng)一的認識。

2)加筋土分離模型。目前對加筋土的計算分析方法主要分為兩類。一類是分離模型，即把筋、土分開考慮。一般將加筋體用一維線性單元或薄層矩形單元進行模擬，土體仍采用未加筋時的本構(gòu)模型。土筋之間的相互作用常采用接觸單元進行模擬。由于筋材本身以及與土相互作用關(guān)系的復雜性，在模型試驗如何進行和界面參數(shù)取法上還存在許多爭議；如何正確地選用接觸面單元和選擇能合理模擬填土體中加筋體、接觸面單元的本構(gòu)關(guān)系仍然值得研究；在加筋土體臨近破壞或有較大變形時用常規(guī)有限元法模擬尚有困難，而且當加筋層數(shù)很多時該方法將會由于過于復雜而不適用實際工程計算。

3．2加筋土的本構(gòu)模型

加筋土的本構(gòu)模型主要有彈性模型、彈塑性模型和流變模型種。這三種本構(gòu)模型都是基于一定的假設條件，對特定條件下的加筋土適用。考慮到加筋土中的筋材和土體都具有的蠕變特點，本文主要討論流變模型，該模型由波蘭的薩威基(Sawicki)在1999-~串建立。此模型是建立在連續(xù)介質(zhì)的基礎(chǔ)上，模型中假設土合成材料是粘彈性體，將加筋土的整個應力應變關(guān)系分成彈性和塑性來建立模型方程。在彈性階段中，筋材的初應力減小，致使土體中宏觀應力的重組，直到土體達到屈服條件。土體剛開始產(chǎn)生塑流對應的時間可以由模型確定。在塑性階段中，筋材的宏觀應力保持常數(shù)，但由于筋材的蠕變特性，加筋土單元的總應變增大。在此階段可以確定描述加筋土變形的塑性應變率和加筋土單元的水平變形。由于此模型考慮到土丁合成材料的蠕變性質(zhì)，模型方程較復雜，還有待于試驗檢驗。

4加筋土的設計內(nèi)容

目前，加筋土主要用于軟土地基加崮、堤壩邊坡加筋和加筋土墻三個方面，形成三種類型的加筋土結(jié)構(gòu)。影響土1：織物加筋效果的因素有很多，既包括土¨r織物本身的性質(zhì)，也有加筋設計和施t方面的影響。在進行加筋設計的時候，土T織物的強度，加筋的長度，加筋的位置，加筋的層數(shù)等因素都是應該考慮的。對于土工織物加筋機理的研究，一般基于理論分析，有限元法、離心模型試驗和現(xiàn)場觀測等方法。

1)加筋長度和位置。通過對一堤防1二程進行加筋的有限元分析，得出了如下結(jié)論：在加筋長度不大的情況下，堤防的最大位移和堤腳的水平位移并無顯著變化，當加筋長度超過一定長度后，效果才明顯。坡頂?shù)拇怪蔽灰疲瑒t是一開始變化較大，而其后則無顯著變化。在底部加筋時，安全系數(shù)幾乎無變化，說明在底部加筋并不能顯著提高整體穩(wěn)定性。在中部加筋時，開始安全系數(shù)提高也不明顯，但加筋長度超過一一定長度后，則安全系數(shù)提高很快。無論在任何位置加筋，土工織物都有一個最小長度，只有加筋長度超過此最小長度，才能發(fā)揮土下織物的作用。至于這個最小長度的大小，則與堤防的形狀和所采用的參數(shù)有關(guān)，要具體問題具體分析。在確定加筋位置時，如果加一層筋，應該加在堤防底部稍偏上的地方，這樣不但能夠抑制位移的發(fā)展，而且能夠增強整體穩(wěn)定性。

2)加筋的層數(shù)。如果多層加筋，則建議加兩層，一層在底部，一層在中部，穿過最危險滑弧，抑制最危險滑弧的發(fā)展，使得最危險滑弧的形狀、大小、位置都發(fā)生改變，以提高整體穩(wěn)定性。

5結(jié)束語

加筋土技術(shù)的應用在各類工程中已經(jīng)取得了良好的效果，其應用范同也較為廣闊，所取得的經(jīng)濟和社會效益也較為良好。巖土程中應用加筋土技術(shù)，要充分了解其機理，合理設計，才能達到更好的效果，服務于程。