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4．讨论 通过设计实例说明，本文所讨论了所有三种路基土工格室加固方法。然而，每个方法有其自身的优势和局限性。基于滑移线的方法，相比于其他两种方法是非常复杂的，因为它需要滑移线的建立，每个路堤的跨度和刚性端承载力的计算。第二种基于对边坡稳定分析的方法是三个中最简单的，因为，它只是需要用一层土进行边坡稳定性，用其属性取代土工格室垫层来确定任何标准程序使用的土工格室尺寸和材料。基于第三方法，有限元模型是最全面的，因为它具有完整的路堤模拟变形、应力和在路堤任何位置可以用这个方法获得的剪切应变。此外，该方法包括：基于给定的路堤高度允许的沉降设计，这不是其他两种方法可解决的。种方法的限制是有限元模拟需要通过实验室测定土壤和土工格室材料的准确特性参数。关于结果的准确性，所有这三种方法都给予基本相同的范围，在做出特定的假定，设计输 出有限元分析、滑移线法，边坡稳定分析可用于初步设计，同样可以通过有限元研究，用其完整的变形分析和验证剪切应变下可能发生的 沉降。 5. 结论 本文提出基于有限元模拟的土工格室加固堤防的设计新方法。这种方法和两个现有的方法的比较：滑线法，边坡稳定分析方法。在路基软土的设计实例中使用了所有上述三种方法，这三种方法都有相对优势和局限性。这三种方法给出了几乎类似的结果。滑移线的方法相对于其他两个方法非常复杂，边坡稳定分析方法简化的很多，是基于对边坡失稳安全系数，这可能不是很关键。基于有限元模拟的设计方法是最全面的，因为它解决了许可变形问题，也给出了路基的完整的应力、变形和给定负载条件下应变行为。有人建议：滑移线和边坡的稳定性方法应用于初步设计，通过有限元模拟方法进行验证。 参考资料 巴瑟斯特，R.J. 和贾勒特，P.M 。 （1988年），“在泥炭地缘复合床的 大型模型试验路基”，交通运输研究记录1188，交通运输研究委员会。华盛顿哥伦比亚特区，28-36。 巴瑟斯特，R.J 和Karpurapu ，R. （1993），“土工格室加固颗粒的大型 三轴压缩试验土土力测试”。 J ，16（3），296-303。 巴瑟斯特，R.J. 和骑士，文学硕士（1998年），“加筋土覆盖了大跨度 管道土工格室的分析”，COMPUT 。土力，22，205-219。 布什，D.I ，詹纳，C.G . 和巴塞特，R.H 。（1990），“松软土路堤设计 和土工格室基床垫层的施工 ”，Geotext 土工膜，9，83-98。 Cowland ，J.W 和Wong ，S.C.K. （1993年），“软粘土土工格室加固 路基路面性能”，Geotext 。土工膜，12，687-705。 R. 和洛锡安，E. （1990），“土工格室加固路堤的施工问题 ”，加筋土 结构性能的论文集，英国岩土工程学会，伦敦（英国），443-447。 罗伊，D. ，赤拉尼维，K. ，辛格河和Baidya ，D.K. （2009年），“降雨诱发稳定土路堤的不稳定”，Geomech 。工程，1，193-204。 邓肯，J.M. 和昌，C.Y . （1970），J 。“土壤中的应力和应变的非线性 分析”。DIV ，96（5），1629年至1653年。 古德曼，R.E. ，泰勒，R.L. 和布雷克，T.L 。 （1968年），“一个裂隙 岩体的力学模型”，J. 土壤专区，94，637-659。 Hendricker ，A.T. ，Fredianelli ，K.H. ，Kavazanjiam ，小E. 和麦凯尔维，III J.A. （1998年），“危险废物站场加固 ”，土工合成材料，亚特兰大第六届国际会议论文集（美国），465-468。 汉高，D.J 和吉尔伯特，G .C. （1952），“橡胶膜三轴受压土样的受力效果”，岩土工程，3，20-29。 V 简布，N 。（1963），“用固结仪和三轴试验确定土壤压缩状态”，论文集 欧洲会议上SMFE ，威斯巴登，页19-25。 詹纳，C.G . ，布什，D.I 和巴塞特，相对湿度（1988年），“使用滑线法通过铺设一层土工格室层垫底部评估改善给定承载力的软地基

2.3 基于有限元分析提出的设计 采用有限元法对加筋土路堤的稳定性分析是研究人员罗伊等人早前尝试（2009年）。根据实验室的实验中，玛达维Latha （2000）提出了土工格室包裹砂等效复合模式。后来Rajagopal 等人（2001）验 证使用的土工格室支持模型试验等效复合模型路堤上的软粘土层构成。在此模型中，在土壤中的内聚力与通过土工格室对土壤围压的增加值 在上一节中E q （5）给出。土工格室包封土壤的等效刚度涉及未增强土壤的刚度，土工格室的材料和相互作用的割线模量，其表示在多个格室格子间的相互作用。基于土工格室包封砂三轴加压试验，玛达维Latha （2000）和Rajagopal 等（2001）提出了以下非线性经验公式来表达土工格室加固砂（例如）的杨氏模量，所述土工格室的材料的割线模量和无筋砂（K u ）的杨氏模量的参数。 其中P a =大气压， M =土工格室材料割线模量，千牛/米； σ3=围压。 在上述公式中模数的参数对应于双曲线参数，邓肯和昌（1970）提出的模型。对于E q （6）给出的任何土工格室的等效模数平均值，可以通过简单的替换来获得模量（M ）。 M 值应相应于土工格室的拉伸载荷 - 应变曲线中2.5％平均应变的值。该中心所述土工格室垫的周向应变为2.5％，典型检测点通常为约30％至35％的基脚宽度处（玛达维Latha 等人的早期研究的量级 2008年），此应变被认为是在土工格室的平均周向应变，而土壤的围压会因土工格室包裹而增加。 要设计一个土工格室路堤，路基应模拟一个有限的元。土工格室垫层尺寸的确定，可以使用在前面的章节中讨论的复合模型模拟具有同等的强度和刚度。路堤的压力效应会给路基的承载能力和下面路基 的相应沉降、毗邻路基地面的隆起、斜坡的横向变形。通过对比确定：可以改变土工格室垫层的尺寸和强度达到设计的要求，以获得所需的允许荷载范围内的变形能力。有限元设计方法的优点在于可以得到路堤所承受的应力和变形的完整曲线，这在所描述的其它两种设计方法是不可能的。 要验证土工格室软粘土地基设计的有效性，实验室通过Krishnaswamy 等（2000）所建立的实物模型，使用有限元分析的模拟和结果进行了比较。该软地基土路基和土壤的特性有限元分析显示在，在GEOFEM 项目（Karpurapu 和1993年巴瑟斯特）采用有限元程序，不同的土工格室坡面的横向变形比较的纵横比显示于图4，宽高比被定义为土工格室高度（h ）与格室的等效直径（D ）的比例。土工格室包裹是三角形的，等效直径由等同于三角形面积相当的圆获得。在这些模型试验中，格室的直径保持恒定为225毫米和土工格室垫层的高度是变化的，以获得格室的不同高宽比。横向变形恒定，因为该模型试验在试验钢槽进行，因此堤脚点是受硬质基体包裹体的影响，而堤是可以横向方向自由移动。这些结果证实该复合有限元模型能够获到土工格室很好的加固堤防的变化，可放心用于设计中。 3. 设计实例 在超过6米厚的软粘性土上，设计建造一个高6米、无需排水的、抗剪强度15千牛/平方米的路堤。堤的横截面示于图5. 中，要求抗剪强度20千牛/平方米，设计出适合这种要求的土工格室。 图5 设计实例中的路基横断面 3.1基于滑移线方法的设计 路堤基底宽=66米 土工格室宽度= 66米 - 4米（两侧偏移2米）=62米 土工格室宽度/软土层的深度=62/6=10.33 根据应力曲线图，P /Cu = 12（从詹纳1988年和布什1990讲解中的图表中获取） 跨刚性端的平均压力P'=12Cu +1Cu =13Cu 因此，根据路基承载能力绘出的对称的半边路堤断如图 图6 承载力图设计实例 允许压力20千牛/平方米对称路堤的计算如下： 土工格室垫层上的路基的重量负荷（坝顶宽18米，基部宽28米，高4米）=（18 +28）/2×4×19 =1748千牛/米； 土工格室插入路基部分的重量负荷（基宽33m 和高度2 M ）=33×2×19 =1254千牛/米； 允许负载峰值（长18米）= 18×20=360千牛/米。 半边路堤荷载（包括附加）=总负荷=1748+1254+360=3362千牛/米； 从压力图得到承载能力，千牛/米：6×5.71C u +（5.71+12）/2×C U × 5.71+7.5×13C U =304.43CU 为平衡所需要Cu=3362/304.43=11.04千牛/平方米

山东联祥工程材料有限公司是一家集研发、生产、销售及售后服务为一体的高新技术企业，主营土工膜，复合土工膜，HDPE土工膜，，糙面土工膜，土工格栅，防水板等各种产品，公司成立于2009年，总资产为1.5亿，占地150亩，现有职工300人，各类技术人员150人。公司地处全国土工合成材料专业生产基地－德州陵县。紧靠京沪高速铁路，京福高速公路，104国道，毗邻青岛，烟台，天津三大水运港口，拥有得天独厚的地理条件，交通十分便利。
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