加筋土工格柵設計理論和方法的研究

加筋土地基的設計

加筋土地基的承載力驗算

加筋土地基承載力的確定

(1)加筋土地基的極限載承力為無筋地基承載力與加筋后地基承載力的提高值之和[14]

條形基礎加筋土地基的破壞機理如圖5。加筋土地基的極限載承力為無筋地基承載力與加筋后地基承載力的提高值之和，無筋地基的極限承載力按照太沙基公式計算。加筋后地基承載力的提高值按照加筋 使 地 基 提 高的 法 向 超 載所 引 起 的 水 平 向 的 土 壓 力與 基 礎 兩 側 ,深度為 3B范圍各層、各排加筋帶的上、下表面摩擦阻力的總和 ，并考慮荷載及破裂分界面的對稱性，可得關系式（2）。

(2) 極限承載力的計算-由剪切強度指標計算[15]

按照準粘聚力理論，依據極限平衡條件推導出加筋土

地基的極限承載力公式為：

fu=Nrγb+ Nq dγ0+Nc C+ Nc Cp （5）

(3) 統一強度理論[16]

依照統一強度理論推導出加筋土地基的臨界荷載P1/4 ，

即地基承載力，公式為（6）.

圖5 加筋土地基的破壞模式

(4)地基承載力增量設計值[17]

加筋土地基承載力設計公式為

P-fk ≤△fR

△fR--加筋土墊層增加的承載力設計值

P-基底壓力設計值軟土地基承載力標準值

fk-軟土地基承載力標準值

以上四種確定加筋土地基承載力的方法，參照天然地基承載力的確定方法，我們認為按照載荷試驗和Hansen極限承載力計算公式確定加筋土地基承載力較為可靠。

加筋土地基承載力的驗算

參照天然地基承載力的驗算方法，我們建議采用弦線模量法計算P-S曲線確定地基承載力-臨塑荷載或極限荷載，并采用Hansen公式計算地基極限承載力后綜合對比確定地基承載力，按照承載力極限狀態進行地基承載力計算，承載力極限狀態進行可以分項系數或總安全系數表達，以期滿足工程地基承載力的可靠度要求。

加筋土地基變形的計算

加筋土地基變形的計算

(1)能量原理

文獻[14]按照加筋土地基在基底壓力作用下地基沉降產生的外功與地基土沉降產生的內功相等的原理推導出地基沉降的計算公式，

(2)分層總和法

文獻[ 15 ]依據雙參數（拉力T和地基反力系數K）計算地基反力，按照分層總和法計算地基沉降。加筋墊層簡化為一受水平拉力的彈性薄板地基取Winkler模型，求解薄板在彈性地基上承受荷載時的撓曲方程（以拉力和地基反力系數K為參數）。

(3)弦線模量法

加筋土墊層以下土層沉降按照弦線模量法,依據分層土的孔隙比、含水量、液限計算地基沉降，加筋土墊層的沉降參照弦線模量法計算，最主要的問題是弦線模量值的確定

加筋土地基的變形驗算

按照各個工程的有關規范規定的工程允許變形值和以上方法計算的地基變形值，按照正常使用極限狀態進行加筋土地基的變形驗算。各個規范規定的工程地基允許變形值不盡相同，上海、北京等規范規定的比較具體?？梢宰鳛閰⒖?。

加筋土地基的變形控制優化設計

由上述地基承載力確定的方法看，地基承載力的確定主要是由變形控制的，如地基承載力特征值是由s/b=0.01~0.015確定, 地基極限承載力是由s/b=0.06或0.07確定。因此，地基地基承載力的驗算，實質是地基變形的控制。

工程界和學術界普遍認為，地基變形設計的方法應逐步代替地基承載力驗算的設計方法，以吸取工程地基事故的教訓，防止地基不均勻沉降和地基大變形對結構的不利影響。而以變形控制設計的核心問題是正確的計算地基變形量。弦線模量法能夠準確計算地基的變形，因而能夠實施地基按變形控制設計。

4結論

(1)天然地基按正常使用極限狀態驗算是不妥當的，應按照承載力極限狀態設計，建議采用弦線模量計算P-S曲線和Hansen地基極限承載力公式確定地基承載力.

(2)天然地基的變形計算,壓縮模量、變形模量和土的本構模型計算地基變形存在很大的誤差，難以在工程中應用。建議采用弦線模量法.天然地基設計應向變形控制優化設計方法過渡。

（3）加筋土地基應按照承載力極限狀態設計，建議采用弦線模量計算P-S曲線和Hansen地基極限承載力公式確定地基承載力。

（4）加筋土地基的沉降計算可采用弦線模量法。加筋土地基的設計應向變形控制優化設計方法過渡