加筋土工(gōng)格栅設計理(lǐ)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确定

(1)加筋土地基的極限載承力為(wèi)無筋地基承載力與加筋後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(lǐ)如圖5。加筋土地基的極限載承力為(wèi)無筋地基承載力與加筋後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(gōng)式計算。加筋後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(wèi) 3B範圍各層、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(fēn)界面的對稱性，可(kě)得關系式（2）。

(2) 極限承載力的計算-由剪切強度指标計算[15]

按照準粘聚力理(lǐ)論，依據極限平衡條件推導出加筋土

地基的極限承載力公(gōng)式為(wèi)：

fu=Nrγb+ Nq dγ0+Nc C+ Nc Cp （5）

(3) 統一強度理(lǐ)論[16]

依照統一強度理(lǐ)論推導出加筋土地基的臨界荷載P1/4 ，

即地基承載力，公(gōng)式為(wèi)（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(gōng)式為(wèi)

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标準值

fk-軟土地基承載力标準值

以上四種确定加筋土地基承載力的方法，參照天然地基承載力的确定方法，我們認為(wèi)按照載荷試驗和Hansen極限承載力計算公(gōng)式确定加筋土地基承載力較為(wèi)可(kě)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(yòng)弦線(xiàn)模量法計算P-S曲線(xiàn)确定地基承載力-臨塑荷載或極限荷載，并采用(yòng)Hansen公(gōng)式計算地基極限承載力後綜合對比确定地基承載力，按照承載力極限狀态進行地基承載力計算，承載力極限狀态進行可(kě)以分(fēn)項系數或總安(ān)全系數表達，以期滿足工(gōng)程地基承載力的可(kě)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(néng)量原理(lǐ)

文(wén)獻[14]按照加筋土地基在基底壓力作(zuò)用(yòng)下地基沉降産(chǎn)生的外功與地基土沉降産(chǎn)生的内功相等的原理(lǐ)推導出地基沉降的計算公(gōng)式，

(2)分(fēn)層總和法

文(wén)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(fēn)層總和法計算地基沉降。加筋墊層簡化為(wèi)一受水平拉力的彈性薄闆地基取Winkler模型，求解薄闆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(wèi)參數）。

(3)弦線(xiàn)模量法

加筋土墊層以下土層沉降按照弦線(xiàn)模量法,依據分(fēn)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(xiàn)模量法計算，最主要的問題是弦線(xiàn)模量值的确定

加筋土地基的變形驗算

按照各個工(gōng)程的有(yǒu)關規範規定的工(gōng)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(yòng)極限狀态進行加筋土地基的變形驗算。各個規範規定的工(gōng)程地基允許變形值不盡相同，上海、北京等規範規定的比較具(jù)體(tǐ)。可(kě)以作(zuò)為(wèi)參考。

加筋土地基的變形控制優化設計

由上述地基承載力确定的方法看，地基承載力的确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确定, 地基極限承載力是由s/b=0.06或0.07确定。因此，地基地基承載力的驗算，實質(zhì)是地基變形的控制。

工(gōng)程界和學(xué)術界普遍認為(wèi)，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(gōng)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确的計算地基變形量。弦線(xiàn)模量法能(néng)夠準确計算地基的變形，因而能(néng)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(yòng)極限狀态驗算是不妥當的，應按照承載力極限狀态設計，建議采用(yòng)弦線(xiàn)模量計算P-S曲線(xiàn)和Hansen地基極限承載力公(gōng)式确定地基承載力.

(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(hěn)大的誤差，難以在工(gōng)程中(zhōng)應用(yòng)。建議采用(yòng)弦線(xiàn)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态設計，建議采用(yòng)弦線(xiàn)模量計算P-S曲線(xiàn)和Hansen地基極限承載力公(gōng)式确定地基承載力。

（4）加筋土地基的沉降計算可(kě)采用(yòng)弦線(xiàn)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