基于文克尔假定的土工格室加筋体受力分析

 　　基于文克尔假定的土工格室加筋体受力分析

　　针对土工格室加筋体的受力变形特性,将格室体视为置于弹性地基上的梁基于文克尔假定建立考虑水平摩阻力,影响的土工格室加筋体的挠曲变形微分方程从而得到了土工格室加筋体在集中荷载和均布荷载共同作用下的挠曲变形幂级数半解析解。在此基础上分析了格室体长度格室，体刚度地基反力系数及筋土界面水平摩阻力，等因素对格室体挠曲变形及内力的影响结果表明格室体的设置可有效地减小路基沉降但也存在着尺寸效应，地基土体地基的反力系数对路基沉降有较大的影响该系数越大，路基沉降越小筋土界面水平摩阻力对格室体的挠曲变形及弯矩有一定程度的削弱作用在工程设计中值得考虑。

　　土工格室是世纪年代研发的一种新型，土工合成材料它是由高强度的高密度聚乙烯焊接或组装而成的三维蜂窝状结构，具有材质轻耐磨耐熟拉伸强度高刚性韧性好抗冲击力强等特点。可与格室内填充的砂石土等填料共同构成具有一定抗弯抗剪和抗压能力的柔性筏板基础来提高地基承载力，减少沉降和不均匀沉降目前该类土工合成材料不仅广泛应用于软土地基加固边坡防护挡土墙修建等岩土工程，而且因其与砂石等填料共同作用后形成良好的反滤排水隔离加筋保护及防渗等作用，而广泛应用于渠道防渗及水库大坝反滤排水防渗等水利工程中土工格室是一种极具发展前景的土工合成材料。国内外许多学者从不同角度对其进行了研究但因格室体的加固机理复杂。到目前为止其理论研究尚处于发展阶段其变形计算。尚无统一方法而变形是路堤设计的一个重要方面。因此有不少学者对格室体的受力变形进行研究取得了一些成果。如殷建华谈至明张福海等对传统的弹性地基梁理论进行改进在土工格室加筋体的竖向变形分析中考虑了筋土界面水平摩阻力的影响取得了良好的效果。但这些方法仍存在一些问题与不足如只给出了格室体在无限或半无限假定条件下的具体解答未给出其有限长梁解，且不能反映筋材拉力沿轴向变化实际情况为此本文拟对传统的弹性地基梁理论加以修正基于文克尔假定考虑筋土界面水平摩阻力的影响给出格室体荷载作用下受力变形的有限长梁幂级数解答。