土工格室柔性搭板处治的路桥过渡段差异沉降三维数值分析

 　　土工格室柔性搭板处治的路桥过渡段差异沉降三维数值分析

　　应用MARC软件,建立路桥过渡段差异沉降的三维计算模型。基于该模型及不同的地基沉降模式,分别对土工格室加筋体和柔性搭板消化地基沉降、协调和控制桥头差异沉降的作用机理及其对地基沉降的适应性进行了三维数值仿真分析。结果表明：土工格室复合体限制了周围土体的侧向变形,减小了路堤本身的压缩变形;同时,土工格室柔性搭板能有效地阻止上层土体向下沉降,减小路基竖向应力,使得桥台与路堤之间的沉降差在较广的范围内得到平缓过渡。

　　据土工合成材料类型的差异,目前路桥过渡段常用的加筋处治方法有2种,即平面结构的土工网或土工格栅加筋和三维结构的土工格室柔性搭板加筋。与常见的加筋类型(如支挡结构、加筋陡坡、软土地基加筋等)相比,路桥过渡段路基加筋的目的有较大差异。前者加筋主要是为了提高稳定性和承载力;而在桥头路堤使用加筋技术则是为了使桥台与桥头路堤沉降差得到平稳过渡,从而消除桥头跳车。可见桥头路堤的加筋作用机理不完全相同。目前对桥头路堤加筋作用机理的分析除了采用室内模型试验外,有限元数值模拟是另一种重要方法。周志刚等运用自行编制的二维有限元程序,对土工网处理桥头差异沉降进行了分析。此后,随着加筋材料本构模型及界面模型的发展,桥头路堤加筋技术的有限元数值模拟得到进一步发展。由于受计算技术的限制,自编程序通常只能模拟二维平面工况,而筋材在桥头路堤纵断面和横断面布置有限,其作用性状受桥台与路基边坡的影响较大,因此二维平面工况很难综合考虑这些边界条件,从而影响了有限元数值模拟的可靠性。