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摘要 ：可用于土工格室堤防加固的设计方法是极少数。较早的两种方法和在本文所提出的并与他们相比的第三方法。在第一种方法叫做滑移线的方法，所述土壤的塑性承载失效假定，即土工格室层在软土中使用非对称滑移线计算地基土。第二种方法基于边坡稳定分析，通用边坡稳定性设计对基床路堤需要土工格室的强度。在第三本文提出的方法，土工格室加固是基于堤防平面应变有限元设计的分析。所述土工格室层被建模为一个等效的复合层用以改性强度和刚度值。强度和土工格室层的尺寸则估计需要承载能力或允许变形。这三种设计方法是通过设计实例相比较。据观察，基于有限元模拟的设计方法是最全面的，因为它解决了允许变形的问题，并给出完整的应力、变形和给定负载条件下路基的应变行为。 关键词：土工格室; 加强; 堤; 软基; 设计; 复合模式; 有限元 分析。 1. 介绍 软弱土壤堤防建设是许多岩土工程应用中经常遇到的问题，如高速公路，机场跑道堤防，堤防围堵，洪水保护防洪堤，土坝和护堤。高强度土工合成材料可用于各种软土堤防加固稳定化技术，简单，速度更快，性价比高。利用土工格室用于加固软弱土体堤防，近年来已经获得了不少人气。土工格室是三维土工合成材料，用其装满泥土或颗粒料，土工格室基础层路基加固的重要优点有： ?它充当一个快速的建设工作平台。 ?它作为一个地基堤防的坚硬平台，提升了均匀沉降。 ?它最大限度地减少施工时间，并减少了挖掘和换填成本。 ?它可以防止承载能力失效，减少过多的沉降和横向变形。 ?它提供了短期和长期的堤防稳定性。 对土工格室加筋土性能的文献报道是很少，调查由巴瑟斯特和Jarrett 的（1988），詹纳、（1988），Bush 等人。 （1990年），迪恩和洛锡安（1990年），巴瑟斯特和Karpurapu （1993年），Cowland 和黄（1993），巴瑟斯特和Knight （1998）Hendricker （1998），Krishnaswamy （2000），玛达维Latha 和Rajagopal （2007），玛达维Latha （2008年）等，可用于土工格室堤防防护的设计方法是很少。在本文中，基于土工格室的有限元分析提出了堤防设计新方法，该方法相比两者的早期方法相比较。 2. 现有的设计方法 只有极少数研究人员探讨了土工格室的设计方法。其中有些是给由普易格和夏弗纳（1986年），奥斯汀（1992）和利里丘蒂（1994年）。但是，这些方法是根据坡面侵蚀控制应用来设计土工格室。据笔者的了解，文献报道只有两个方法设计土工格室强化支持软粘土地基堤防。第一种方法是滑移线分析，由詹纳等人提出的方法（1988）。第二种方法是基于边坡稳定分析，通过玛达维Latha 等人提出（2006）。 2.1滑移线法 詹纳（1988）建议的用于设计土工格室堤防防护的方法。在本设计中， 假设土壤承载力是塑性失败而不是圆形滑动失败，这类故障是对于堤防的预期，其宽度是地基土深度四倍以上。 Johnson 和梅勒（1983）的方法是在两个粗糙的刚性地基土块上加压。，这是近似的软土块，假设加压在顶部的土工格室基床和在底部的硬层之间。用这个模拟软地基土加固的一种非对称滑移区域线。这种设计的概念是，土工格室施加在具有一定程度土工格室抑制作用的软土块上，从而旋转主应力的方向，最大剪切方向压力也相应地旋转，深推破坏面到地基。用一个15°滑移线场来确定软土的承载能力。滑动的结构线和相应的承载压力图进行了详细讨论（詹纳等人，1988）。基于滑动的土工格室路堤典型的承载能力滑移线示于图 1。 图1 土工格室路堤承载力滑移线图 承载力图通过从滑移线区的外缘向内的“刚性端”的边界，滑移区域线定义为土工格室宽度和软质土层深度的比。“刚性端' 是詹纳 （1988）所用的术语来表示土壤区，这不经历塑性应变。因此，滑移线字段用来定义限制可塑性的一个区域内最大允许压力分布。 格室垫层的拉伸力由作用在地基上的应力来确定。横跨' 刚性端' 的应力分布，可以通过考虑旋转来确定其中每个应力场的边界的刚性段和弧形段。整个刚性端的平均压力可被计算： 其中P/Cu =在刚性端的末端的应力场读值 P'=整个刚性端的平均应力 I =Σ（水平弧弦长×旋转） X =Σ（水平弦长） D =软土层深度 这些条件说明，弧弦长和计算的图形表示跨刚性边界平均应力，由詹纳等人（1988年）和布什（1990）。现在的容许承载力可以根据附加应力和承载力故障安全系数计算出来。 对于设计土工格室，考虑格室垫层内颗粒土，但软质层有影响。在元件中的应力状态可以从Mohrcircle （詹纳1988）获得。 该构件在水平应力，由等式给出：

边坡排水系统的设置是否合理和完善直接影响到坡面植被的生长环境，对于长大边坡，其坡顶、坡脚及平台均需设置排水沟，并根据坡面水流量的大小考虑是否设置坡面排水沟，一般坡面排水沟横向间距为40～50cm。 c) 蜂巢格室施工 i. 在坡面上按设计的锚杆位置放样，采用钻杆进行钻孔，成孔后将按设计要求弯制好并防锈处理完毕的锚杆打入孔内； ii. 锚杆设置完毕后，应马上开始悬挂蜂巢格室。悬挂时应注意各单元间连接时应尽量对齐并钮紧连接螺栓，同时应使蜂巢格室尽量张开贴紧坡面； iii. 蜂巢格室悬挂完毕后即可按要求设置砼锚锭块，施工时应保证锚锭块振捣密实。 d) 回填客土 蜂巢格室固定好后即可向格室内填充客土。客土应尽量选择种植土，路基施工时清除的表土是理想的土源，严禁使用搀杂石块、砂砾 的土源。充填前可适当湿润土体使之成团有利于施工。充填时可自下而上逐层进行，施工不便时可设置扶梯多人传递块。充填时应使每个格室中的客土密实、饱满，并高出格室表面1～2cm。充填时应特别注意施工安全，攀爬作业必须使用安全绳。 e) 喷播施工 客土回填完毕后应抓紧进行喷播施工。按设计比例配合草种、木纤维、保水剂、黏合剂、肥料、染色剂及水的混合物料，并通过喷播机均匀喷射于坡面。 f) 盖无纺布 为使草种免受雨水冲刷，并实现保温保湿，应加盖无纺布，促进草种的发芽生长。无纺布覆盖时应按40*40cm的间距设置固定竹钉，因山区风大，应派人监控注意及时补钉竹钉，补盖无纺布。 g) 前期养护 i. 洒水养护：用高压喷雾器使养护水成雾状均匀的湿润坡面，注意控制好喷头与坡面的距离和移动速度，保证无高压流水冲击坡面形成径流。养护期限视坡面植被生长状况而定。 ii. 追肥：应根据植物生长需要及时追肥。 iii. 及时补播：草种发芽后，应及时对稀疏无草区进行补播。注意事项 a) 蜂巢格室植草护坡适应于坡率不陡于1：0.75、每级边坡高度不超过10m 的泥岩、灰岩、砂岩、砾岩等岩质路堑边坡。 b) 一般应选择在春季进行施工，应尽量避免在暴雨季节施工。 c) 各工序间应紧密衔接，避免成型坡面长时间暴露产生破坏以及客土受雨水冲刷。 d) 注意选购质量可靠的蜂巢格室产品。 e) 施工时应注意施工安全。 f) 根据实际情况可在坡脚设置挡土墙等支挡结构物。 结束语 生态防护是近年来高速公路建设中提出的一个新课题，其在环境保护、保证可持续发展方面的意义十分深远，是今后工程防护的发展方向，同时也是工程界积极响应国家环境保护号召大力建设绿色通道的迫切需要。本文提到的蜂巢格室植草护坡只是其中的一种形式，其在邵怀高速公路第24合同段K139500~K142300石质路堑段的应用已得到了初步的肯定，其功效尚需进一步论证。 土工格室植草护坡的稳定性分析 何文斌 （宽城满族自治县交通运输局，河北承德067600）