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(jī)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(jiǎn)化分析模型。路基填料和地基土層采用雙參數(shù)的Pasternak模型,克服了傳統(tǒng)Winkler地基模型無法考慮路基填料和地基中應(yīng)力擴(kuò)散的缺點(diǎn)。土工格室加筋體簡(jiǎn)化為埋置于地基中的有限長(zhǎng)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(zhǔn)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(shí),可退化到采用Winkler地基時(shí)的土工加筋體分析模型。計(jì)算發(fā)現(xiàn)考慮土體的剪切特性對(duì)準(zhǔn)確分析土工格室加筋體的受力和變形十分重要;同時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)下臥地基較軟弱時(shí),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(chǔ)設(shè)施時(shí),一般需采用合適加固措施后才能滿足實(shí)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(jīng)廣泛應(yīng)用于軟土地基上的公路修建。工程實(shí)踐證明采用土工格室加固可有效地增強(qiáng)地基的承載力,提高路基服務(wù)年限,同時(shí)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(jié)構(gòu)和地基之間的荷載傳遞作用及加固機(jī)理方面還沒得到深入的研究,也缺乏相應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù),影響了其進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。軟土地基上修筑道路體系時(shí),為了達(dá)到變形控制和承載力要求,在軟土地基上先鋪設(shè)一層土工格室,然后在此基礎(chǔ)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(jié)構(gòu)層,土工格室具有特殊的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),通過側(cè)壁的箍環(huán)作用將內(nèi)部填充的砂礫材料形成一個(gè)水平加筋復(fù)合整體,從而具有較強(qiáng)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(duì)其進(jìn)行受力機(jī)理分析時(shí),一般均化為連續(xù)、各向同性的線彈性體。土工格室埋設(shè)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(dá)到增強(qiáng)承載能力和減小變形的目的。