Pasternak地基中土工格室加筋体的受力变形分析

 　　Pasternak地基中土工格室加筋体的受力变形分析

　　为了研究路面荷载作用下土工格室加筋体的受力与变形机理,正确反映土工格室加筋体与地基之间的荷载传递模式,建立了考虑路基填料和地基土体剪切作用的土工格室加筋体简化分析模型。路基填料和地基土层采用双参数的Pasternak模型,克服了传统Winkler地基模型无法考虑路基填料和地基中应力扩散的缺点。土工格室加筋体简化为埋置于地基中的有限长梁,以考虑其抗弯刚度的影响。基于特征值分解法求解土工格室加筋体变形微分控制方程,得到了准解析的解,并可直接得到路面荷载作用下土工格室加筋体的弯矩和剪力分布。该文模型在土层剪切刚度趋于足够小时,可退化到采用Winkler地基时的土工加筋体分析模型。计算发现考虑土体的剪切特性对准确分析土工格室加筋体的受力和变形十分重要;同时发现当下卧地基较软弱时,土工格室加筋体的加固作用更加明显。

　　在软土地基上修筑高速公路、铁路等交通基础设施时,一般需采用合适加固措施后才能满足实际工程的需要。目前,土工格室作为一种新型的路基处理手段已经广泛应用于软土地基上的公路修建。工程实践证明采用土工格室加固可有效地增强地基的承载力,提高路基服务年限,同时还能在一定程度上控制道路后期的变形。但是,目前土工格室在路面结构和地基之间的荷载传递作用及加固机理方面还没得到深入的研究,也缺乏相应的测试数据,影响了其进一步的推广应用。软土地基上修筑道路体系时,为了达到变形控制和承载力要求,在软土地基上先铺设一层土工格室,然后在此基础上,填筑颗粒填料修筑路基,最后修筑直接供车辆行驶的路面结构层,土工格室具有特殊的三维网状结构,通过侧壁的箍环作用将内部填充的砂砾材料形成一个水平加筋复合整体,从而具有较强的抗拉、抗剪和抗弯能力。土工格室单元体的尺寸较路面荷载作用面积小得多,因此目前在对其进行受力机理分析时,一般均化为连续、各向同性的线弹性体。土工格室埋设于路基底部后可有效地将上部传递下来的荷载分散到下部地基中,从而达到增强承载能力和减小变形的目的。