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2．1土工格室的破坏模式L ———坡长； 土工格室由焊接部位的铆钉固定于坡面。实践t ———种植土深度，与格室深度相同；经验表明，铆钉数量偏少会使提供抗滑阻力的铆钉β———坡角。 受力增大，从而导致传递到格室连接部位的局部应坡面格室的抗滑力R 为：力增大，使该处出现明显的塑性变形。当某个连接R=Ra +R s +R j /K j +R g （2）部位的局部应力超过其焊接点的剥离强度时，局部式中：R a ———坡脚处格室抗滑阻力；应力的重分布将使相邻焊接点相继破坏，导致周围R s ———格室一土系统在坡面上的抗滑力；格室逐一散开，使整个格室－土系统呈渐进性破坏，R j ———坡面铆钉传递的附加阻力；最终丧失对土壤的包裹作用，在水流作用下发生边K j ———格室焊接点的抗剥离安全系数，K j ＝坡局部冲蚀。因此，土工格室破坏程度主要受焊点1．3～1．5； 剥离强度的控制。R g ———土工格栅提供的抗滑力。 土工格室沿边坡下滑会引起坡底种植土发生R a 可根据极限平衡理论分析确定，计算简图见整体剪切破坏，导致坡底第一排格室底部上抬，图3a ）。破坏区边界线ABC 由一段直线AB 和对数螺从而使经排水孔渗入的水流从底部掏空格室。当线BC 组成，OAB 中的应力可表示在图3b ）上。第一排格室掏空后，第二排开始上抬。如此类由于土工格室侧壁光滑，与土的摩擦力为零，推，最终使格室完全失效。因此，坡底处第一排OA 面上的法向应力σ可表示为图3b ）破坏包线上的a 格室必须有铆钉固定，底端种植土需满足承载力点，因OB 为滑动面，其应力可表示为破坏包线上的要求。的b 点，故∠AOB =ξ＝π/4+φ/2。OB 与AB 两滑动面的 2．2土工格室抗滑安全系数夹角∠ABO =π/2-φ。BC 一端与AB 相切，另一端在 保持土工格室稳定的抗滑安全系数通过铆钉数C 点与地面相交，θ0＝π/4+β-φ/2。量的增加（即铆钉间距的减小）得以提高。此外，在如图3c ）所示，由OBC 的力矩平衡条件，可得：格室底部与坡面之间铺设一道双向土工格栅，也可 增强格室的抗滑力。格室在坡面的受力情况如图3∑M 0=乙d M -P b 2r b =0（3）a ）所示。式中，d M =γr 2l d θ/2+cr 2d θ，为图3c ）中阴影线单 2013年7月第14期25 通标准化 道路工程Highway Engineering 元对O 点的力矩；l =2r cos （θ0-θ）/3；r =r b e θtan φ，r b 为OB 防护对坡度以及植物根系护坡的作用效果对边坡坡的长度；c 、φ分别为种植土的粘聚力和内摩擦角；度均有严格要求，土工格室植被护坡防护形式的整p b =σb r b 。体稳定性与所防护的边坡坡度有密切的关系。 整理式（3）可得：土工格室护坡主要有平铺式护坡和叠砌式护坡σ0两种形式b =3。当坡度缓于2r 21∶1．0时，采用平铺式；当坡b 乙θ0d M 度缓于1∶0．5或陡于1∶1．0时，采用叠砌式（如图4所=c 3（e 2θ0tan φ-1）3tan φ（e 3θ0tan φ-cos θ0）+sinθ +γr b 0（）乙（4）示）。 根据图3b ）中几何关系可得：固定锚杆 σa =1-sin φσb +cos φc （5）固定锚杆 由图3d ）可得：格室充填土格室充填土 m ∶ 1 r a =t sin （π/4+φ/2）/cosφ（6）土工格室土工格室 将式（4）代入式（5），并利用R a =σa t ，可得：平铺式护坡 R b ）叠砌式护坡a =γt 2N γ+cNc （7）a ） 其中2D ~4D m ∶ 反压层m D ∶ 13灰土或圬工体1m ∶ ~1 N 1+sinφ3（e 2θ0tan φ-1）D c =cos φ+4tan φ（1-sin φ）（8）2 c ）坡脚锚固反压加固d ）坡脚刚性支撑加固 3sin πφ N 4+2乙图4土工格室植被护坡形式示意图 tan φ（e 3θ0tan φ r =-cos θ0）+sinθ （）0（9）4结语假定坡面铆钉纵横方向等距布置，式（2）中其土工格室植草护坡作为一种新型的复合结构植他各抗滑力表示如下：物防护形式，是通过详细研究植物根系的力学加筋 R cos βtan φ与锚固作用以及格室的固土护坡机理而提出来的。S =γLt s （10） R 本文对其稳定性进行分析，得出在安全系数K ≥1.5j =tf j L /s 2（11） R 的条件下，该边坡防护形式是一种有效的边坡防护g =F 2%（12）

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

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。
    我公司生产的hdpe复合土工膜以塑料薄膜作为防渗基材，与无纺布hdpe复合而成的土工防渗材料，它的防渗性能主要取决于塑料薄膜的防渗性能。目前，国内外防渗应用的塑料薄膜，主要有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE HDPE）、乙烯/醋酸乙烯共聚物（EVA)，它们是一种高分子化学柔性材料，比重较小，延伸性较强，适应变形能力高，耐腐蚀，耐低温，抗冻性能好。其主要机理是以塑料薄膜的不透水性隔断土坝漏水通道，以其较大的抗拉强度和延伸率承受水压和适应坝体变形；而无纺布亦是一种高分子短纤维化学材料，通过针刺或热粘成形，具有较高的抗拉强度和延伸性，它与塑料薄膜结合后，不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力，而且由于无纺布表面粗糙，增大了接触面的摩擦系数，有利于hdpe复合土工膜及保护层的稳定。同时，它们对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性，不怕酸、碱、盐类的侵蚀。现在又有种新型的hdpe复合土工膜--经编复合土工膜。经编复合土工膜以合成纤维（或玻璃纤维）为增强材料，通过与hdpe复合土工膜hdpe复合而成的新型土工材料。经编hdpe复合土工膜不同于一般hdpe复合土工膜。其最大特点是经线与纬线的交叉点不弯曲，各自处于平直状态。用捆绑线将两者捆扎牢固，可全面较均匀同步，承受外力，分布应力，且当施加的外力撕裂材料的瞬时，纱线会沿初裂口拥集，增加抗撕裂强度。经编hdpe复合时，即利用经编捆绑线在经，纬纱与短纤针刺非织防水土工布的纤维层间反复穿行，使三者编结为一体。因而经编hdpe复合土工膜既具有高抗拉强度，低延伸率的特点，又兼有hdpe复合土工膜的防水性能。因此经编hdpe复合土工膜是一种具在加筋增强、隔离、防护作用的防渗材料。它是当今国际上高水平的应用土工hdpe复合材料。公司秉承“以诚信为本，以质量求生存，以品种图发展”的企业方针。依靠科技发展，坚持创新，以技术为核心，不断为用户提供满意的高质量产品是我们始终不变的追求。