土工格室穩定性驗算

　　邊坡穩定是路基設計的關(guān)鍵，驗算方法分極限平衡理論法和有限元法兩大類(lèi)，一般常用前者。極限平衡理論法具體要根據軟土厚度、路基填土高度及其物理力學(xué)性質(zhì)等因素加以分析，找出潛在滑動(dòng)破壞面，依據不同的破壞形式進(jìn)行計算，加筋材料的作用相當于增加一個(gè)抗拉力，而這個(gè)抗拉力就是筋材克服摩阻力所發(fā)揮的強度，同時(shí)要考慮筋材對潛在滑動(dòng)面的影響。作者認為用這種方法計算土工格室加筋處理路堤穩定性不太妥當，因為土工格室是一種三維網(wǎng)格，與其中的密實(shí)填料共同形成一種板結構，其不僅能發(fā)揮水平向摩阻力作用外，還能分擔擴散豎向作用力，因而建立合理的模型單元用有限元法進(jìn)行分析比較符合土工格室的作用機理。以下就作者初步嘗試的兩種模型處理方法加以簡(jiǎn)介，以供同行探討。

　　模型1：節理單元。目前國內外已提出多種節理單元模型，最先是為研究巖體結構力學(xué)，模擬巖體軟弱結構面而提出的，最早提出而又使用最廣泛的是古德曼，是一種假想的無(wú)厚面結構，但其能傳遞壓力及摩阻力，。土工格室為軟土路堤的一相對強結構面，但其作用機理一致，土工格室墊層傳遞擴散垂向土壓力，并依靠摩阻力發(fā)揮側限作用，因而將土工格室及其周?chē)欢ê穸确秶鷥鹊奶盍铣橄鬄楣澙韱卧M(jìn)行模擬。其剛度矩陣依據增量理論用變剛度法求得，其余同一般有限元計算。

　　模型2：板單元/接觸面單元。由于土工格室的土梁作用機理形成一種大剛度板結構，在進(jìn)行有限元模擬時(shí)將土工格室單獨作一層板單元實(shí)體，而其與上下填料間的作用關(guān)系用節理面單元模擬。

　　兩種處理模型均概念明確，操作簡(jiǎn)單，適于數值模擬計算。模型1通過(guò)節理單元模擬筋材的拉拔作用力，但側限作用發(fā)揮強度是隨著(zhù)應力場(chǎng)變化而改變的，與傳統分析法相比更進(jìn)一步。模型2相對模型1處理復雜，但邊界明確，力學(xué)參數簡(jiǎn)單，且更符合土工格室的板梁作用機理。