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實際取值：C U = 15千牛/平方米 針對承載力的安全系數(shù)= 15/11.04=1.35（一般需要1.25）。因此，是安 全的。 對于土工格室設(shè)計，考慮格室墊層中的土壤顆粒構(gòu)件在軟質(zhì)層的相互影響，在構(gòu)件中可承受的應(yīng)力狀態(tài)可以從Mohrcircle 詹納（1988）闡述的結(jié)構(gòu)中獲得： 構(gòu)件的水平應(yīng)力σh =σn -2x ， τ=界面的剪切應(yīng)力=限制條件下的C U =11.04千牛/平方米； 堤壩的最高部分σn =6×19+20=134千牛/平方米; υ=40°土工格室填充材料（土壤填充參數(shù)） 方程E q （3）計算出的X=51.36千牛頓/米2； σh =σn – 2X=134 - 2×51.36=31.28千牛/平方米。 主應(yīng)力的旋轉(zhuǎn)發(fā)生在格室墊層深層。因此，格室墊層需要強度=31.28千牛/米。因此，長期抗拉強度超過31.28千牛/米的土工格室墊層與應(yīng)用于高度1米左右的路堤加固；底層用土工格柵，在設(shè)計中該格柵層的強度不會考慮，這個土工格柵基礎(chǔ)方便土工格室層的鋪設(shè)，增加了土工格室墊層的剛性和橫向約束軟土層的作用，提高了安全性。 3.2基于邊坡穩(wěn)定分析的設(shè)計 無加筋路堤的邊坡穩(wěn)定分析 圖5，最小因子安全性為0.83。無加筋邊坡穩(wěn)定分析的滑動破壞的路堤，如圖 7。 對于土工格室填充材料υ=40°（土壤填充） 土工格室墊層的高度= 1 M； 土工格室層的內(nèi)摩擦角40°； 由于填充土壤是粘性的，土工格室加固后產(chǎn)生了更大的內(nèi)聚力（C r ）為28千帕，對于υ=40°，k p 為4.59。將C r 的值和K p = 0和 4.59代入式E q （7），獲得Δσ3=26千帕。 假定土工格室的直徑為1m ，從而得到為1的縱橫比（H / D 0），替代Δσ3，D0，考慮在式（4）中土工格室擋墻軸向應(yīng)變2.5％，M 取值為1000千牛/米。因此，1米的高度和土工格室張開的尺寸與土工格室墊層、土工格柵制成具有在2.5％的應(yīng)變時割線模量（M ）為1000千牛/米可以用于加固路堤。極限抗拉強度約40千牛/米雙向格柵通常納入本范圍（穆拉利克里希納和瑪達維Latha 2007）。 3.3基于有限元分析的設(shè)計 在圖5中所示的堤，是模擬在有限元分析中所討論的在有限元程序GEOFEM 前面幾節(jié)提出的方法。土工格室墊層為作為模型，就像任何土層的等效復(fù)合層，這種建模方法在模擬兩種剛度和土工格室包裹土強度相當不錯，這些在軟土地基和土工格室層之間界面，也是填土和土工格室層之間零厚度界面，注意事項4所述的古德曼（1968）描述，考慮在其中計算出的零厚度連續(xù)構(gòu)件相對應(yīng)的節(jié)點位移，分別在兩側(cè)與節(jié)點分別生成有限元網(wǎng)格，通過共同的元素連接。這些構(gòu)件的剪切剛度最初定義為非常高（106千帕/米），以確保在節(jié)點任一側(cè)界面的位移的兼容性。土壤和鋼筋之間界面的剪切剛度是使用粘型配方，其中假設(shè)模擬時的剪切應(yīng)力是小于由Mohr-Coulomb 模型中定義的剪切強度。一旦剪切應(yīng)力達到界面的剪切強度（τf ），剪切剛度降 低到一個小的值，該值小于初始值1000倍，以允許加強和土壤之間的相對運動。在整個分析中剛度在高值（106千帕/米）保持恒定以確保節(jié)點在垂直方向上的連續(xù)性，這些構(gòu)件不允許拉伸應(yīng)力產(chǎn)生。 軟地基土的本構(gòu)關(guān)系，并在路基土使用摩爾庫侖理想彈塑性屈服面與非關(guān)聯(lián)流動數(shù)值模擬規(guī)則，平均楊氏模量（E ）和土壤的泊松比（μ）被取為1兆帕和0.45，μ值是15千帕的內(nèi)聚力時的合理值（US1990年工程兵部隊，EM 1110-1-1904）。這些值取為60兆帕和0.3為路基填充土，對于M 的任何試驗值，工格室層的楊氏模量的值可使用公式（6）計算，取最小圍壓作為土工格室層主應(yīng)力的中心線。土工格室填充土模量取值為1000，這是根據(jù)簡布（1963）選擇中粗砂取值的。路基用割線模量500千牛/米和1000千牛土工格室沿著無筋路堤示于圖9，坡腳附近的橫向變形示于圖10。 圖9 路堤下方的沉降設(shè)計實例 圖10 坡腳附近的橫向變形設(shè)計實例 從圖9中觀察，無筋路堤在建筑末端沉降約1 m ，當用2.5％延伸率時割線模量500千牛/米的土工格室加固路堤時，沉降降低至0.46米。當土工格室材料的割線模量提高到1000千牛/米，在施工完工時的沉 降為0.28米，這將小于路堤總高度的5％，按照美國陸軍工程兵團（UFGS-357313，2008）中給出的參考數(shù)據(jù)，這被視為極限沉降狀態(tài)。因此，建議高1米的軟土路基需要用一層正割模量大于或等于1000千牛/米的土工格室填充土加強，以控制路基施工過程中的壓力增加時路堤下方的沉降。 如圖10觀察，正割模量1000千牛/米的土工格室層可以有效地減少坡腳附近的橫向變形。正如前面所提到的，這個模量對應(yīng)于具有極限抗拉力約40千牛/米的雙向格柵。

摘要 ：可用于土工格室堤防加固的設(shè)計方法是極少數(shù)。較早的兩種方法和在本文所提出的并與他們相比的第三方法。在第一種方法叫做滑移線的方法，所述土壤的塑性承載失效假定，即土工格室層在軟土中使用非對稱滑移線計算地基土。第二種方法基于邊坡穩(wěn)定分析，通用邊坡穩(wěn)定性設(shè)計對基床路堤需要土工格室的強度。在第三本文提出的方法，土工格室加固是基于堤防平面應(yīng)變有限元設(shè)計的分析。所述土工格室層被建模為一個等效的復(fù)合層用以改性強度和剛度值。強度和土工格室層的尺寸則估計需要承載能力或允許變形。這三種設(shè)計方法是通過設(shè)計實例相比較。據(jù)觀察，基于有限元模擬的設(shè)計方法是最全面的，因為它解決了允許變形的問題，并給出完整的應(yīng)力、變形和給定負載條件下路基的應(yīng)變行為。 關(guān)鍵詞：土工格室; 加強; 堤; 軟基; 設(shè)計; 復(fù)合模式; 有限元 分析。 1. 介紹 軟弱土壤堤防建設(shè)是許多巖土工程應(yīng)用中經(jīng)常遇到的問題，如高速公路，機場跑道堤防，堤防圍堵，洪水保護防洪堤，土壩和護堤。高強度土工合成材料可用于各種軟土堤防加固穩(wěn)定化技術(shù)，簡單，速度更快，性價比高。利用土工格室用于加固軟弱土體堤防，近年來已經(jīng)獲得了不少人氣。土工格室是三維土工合成材料，用其裝滿泥土或顆粒料，土工格室基礎(chǔ)層路基加固的重要優(yōu)點有： ?它充當一個快速的建設(shè)工作平臺。 ?它作為一個地基堤防的堅硬平臺，提升了均勻沉降。 ?它最大限度地減少施工時間，并減少了挖掘和換填成本。 ?它可以防止承載能力失效，減少過多的沉降和橫向變形。 ?它提供了短期和長期的堤防穩(wěn)定性。 對土工格室加筋土性能的文獻報道是很少，調(diào)查由巴瑟斯特和Jarrett 的（1988），詹納、（1988），Bush 等人。 （1990年），迪恩和洛錫安（1990年），巴瑟斯特和Karpurapu （1993年），Cowland 和黃（1993），巴瑟斯特和Knight （1998）Hendricker （1998），Krishnaswamy （2000），瑪達維Latha 和Rajagopal （2007），瑪達維Latha （2008年）等，可用于土工格室堤防防護的設(shè)計方法是很少。在本文中，基于土工格室的有限元分析提出了堤防設(shè)計新方法，該方法相比兩者的早期方法相比較。 2. 現(xiàn)有的設(shè)計方法 只有極少數(shù)研究人員探討了土工格室的設(shè)計方法。其中有些是給由普易格和夏弗納（1986年），奧斯?。?992）和利里丘蒂（1994年）。但是，這些方法是根據(jù)坡面侵蝕控制應(yīng)用來設(shè)計土工格室。據(jù)筆者的了解，文獻報道只有兩個方法設(shè)計土工格室強化支持軟粘土地基堤防。第一種方法是滑移線分析，由詹納等人提出的方法（1988）。第二種方法是基于邊坡穩(wěn)定分析，通過瑪達維Latha 等人提出（2006）。 2.1滑移線法 詹納（1988）建議的用于設(shè)計土工格室堤防防護的方法。在本設(shè)計中， 假設(shè)土壤承載力是塑性失敗而不是圓形滑動失敗，這類故障是對于堤防的預(yù)期，其寬度是地基土深度四倍以上。 Johnson 和梅勒（1983）的方法是在兩個粗糙的剛性地基土塊上加壓。，這是近似的軟土塊，假設(shè)加壓在頂部的土工格室基床和在底部的硬層之間。用這個模擬軟地基土加固的一種非對稱滑移區(qū)域線。這種設(shè)計的概念是，土工格室施加在具有一定程度土工格室抑制作用的軟土塊上，從而旋轉(zhuǎn)主應(yīng)力的方向，最大剪切方向壓力也相應(yīng)地旋轉(zhuǎn)，深推破壞面到地基。用一個15°滑移線場來確定軟土的承載能力?；瑒拥慕Y(jié)構(gòu)線和相應(yīng)的承載壓力圖進行了詳細討論（詹納等人，1988）?；诨瑒拥耐凉じ袷衣返痰湫偷某休d能力滑移線示于圖 1。 圖1 土工格室路堤承載力滑移線圖 承載力圖通過從滑移線區(qū)的外緣向內(nèi)的“剛性端”的邊界，滑移區(qū)域線定義為土工格室寬度和軟質(zhì)土層深度的比?！皠傂远? 是詹納 （1988）所用的術(shù)語來表示土壤區(qū)，這不經(jīng)歷塑性應(yīng)變。因此，滑移線字段用來定義限制可塑性的一個區(qū)域內(nèi)最大允許壓力分布。 格室墊層的拉伸力由作用在地基上的應(yīng)力來確定。橫跨' 剛性端' 的應(yīng)力分布，可以通過考慮旋轉(zhuǎn)來確定其中每個應(yīng)力場的邊界的剛性段和弧形段。整個剛性端的平均壓力可被計算： 其中P/Cu =在剛性端的末端的應(yīng)力場讀值 P'=整個剛性端的平均應(yīng)力 I =Σ（水平弧弦長×旋轉(zhuǎn)） X =Σ（水平弦長） D =軟土層深度 這些條件說明，弧弦長和計算的圖形表示跨剛性邊界平均應(yīng)力，由詹納等人（1988年）和布什（1990）?，F(xiàn)在的容許承載力可以根據(jù)附加應(yīng)力和承載力故障安全系數(shù)計算出來。 對于設(shè)計土工格室，考慮格室墊層內(nèi)顆粒土，但軟質(zhì)層有影響。在元件中的應(yīng)力狀態(tài)可以從Mohrcircle （詹納1988）獲得。 該構(gòu)件在水平應(yīng)力，由等式給出：