基于文克尔假定的土工格室加筋体受力分析

　　针对土工格室加筋体的受力变形特性，土工格室，将格室体视为置于弹性地基上的梁基于文克尔假定建立考虑水平摩阻力，影响的土工格室加筋体的挠曲变形微分方程从而得到了土工格室加筋体在集中荷载和均布荷载共同作用下的挠曲变形幂级数半解析解。在此基础上分析了格室体长度格室，土工格室零售，体刚度地基反力系数及筋土界面水平摩阻力，土工格室平方，等因素对格室体挠曲变形及内力的影响结果表明格室体的设置可有效地减小路基沉降但也存在着尺寸效应，地基土体地基的反力系数对路基沉降有较大的影响该系数越大，路基沉降越小筋土界面水平摩阻力对格室体的挠曲变形及弯矩有一定程度的削弱作用在工程设计中值得考虑。

　　土工格室是世纪年代研发的一种新型，土工合成材料它是由高强度的高密度聚乙烯焊接或组装而成的三维蜂窝状结构，具有材质轻耐磨耐熟拉伸强度高刚性韧性好抗冲击力强等特点。可与格室内填充的砂石土等填料共同构成具有一定抗弯抗剪和抗压能力的柔性筏板基础来提高地基承载力，减少沉降和不均匀沉降目前该类土工合成材料不仅广泛应用于软土地基加固边坡防护挡土墙修建等岩土工程，而且因其与砂石等填料共同作用后形成良好的反滤排水隔离加筋保护及防渗等作用，而广泛应用于渠道防渗及水库大坝反滤排水防渗等水利工程中土工格室是一种极具发展前景的土工合成材料。国内外许多学者从不同角度对其进行了研究但因格室体的加固机理复杂。到目前为止其理论研究尚处于发展阶段其变形计算。尚无统一方法而变形是路堤设计的一个重要方面。因此有不少学者对格室体的受力变形进行研究取得了一些成果。如殷建华谈至明张福海等对传统的弹性地基梁理论进行改进在土工格室加筋体的竖向变形分析中考虑了筋土界面水平摩阻力的影响取得了良好的效果。但这些方法仍存在一些问题与不足如只给出了格室体在无限或半无限假定条件下的具体解答未给出其有限长梁解，且不能反映筋材拉力沿轴向变化实际情况为此本文拟对传统的弹性地基梁理论加以修正基于文克尔假定考虑筋土界面水平摩阻力的影响给出格室体荷载作用下受力变形的有限长梁幂级数解答。

土工格室常常用于公路路堤加筋、软土路基处理、边坡防护等工程中。由于土工格室力学性能好、施工方便和造价低等特点，而得到越来越广泛的应用，具有良好的推广应用的前景。土工格室可以分为塑料土工格室和高强土工格室两种。

塑料土工格室由长条形的塑料片材，通过超声波焊接等方法连接而成，展开后是蜂窝状的立体网格。长条片材的宽度即为格室的高度。格室未展开时，在同一条片材的同一侧，相邻两条焊缝之间的距离为焊接距离。

土工格室对路堤沉降影响的有限元分析

　　通过研究土工格室如何对软土路堤进行加筋，并且应用ANSYS有限元软件来数值模拟土工格室增强土体的强度。通过添加土工格室前后情况对比，改变土工格室的添加层数进行分析，研究了铺设土工格室对软土路堤的沉降影响以及铺设层数。结果表明，添加土工格室能限制路堤的沉降，使土体稳定性整体提高。

　　路堤作为交通，储存水源，保持水土的设施，是非常重要的建筑结构。天然的软土由于抗剪强度低，变形大，容易发生沉降，导致整体结构的破坏。目前，应用土工格室对软土路基加筋已经被广泛应用，取得了预期效果和良好的经济效益。土工格室本身有非常多的优点，可用于边坡防护、挡土墙，还可用于河道治理、城市排水道支撑工程。土工格室作为一种新型的加筋材料，土工格室售价，目前被广泛应用于各种道路设施中，并且取得了良好的效果和经济效益。20世纪初欧洲和美洲将土工格室应用与路基的加筋，大大地减少了路堤的物理沉降。目前我国也大量地将土工格室应用于道路基础设施建设中，并且取得了意想不到的效果。1982年K.Z.Andrawes等对土工合成材料模拟时将Duncan-Chang的双曲线非线性弹性模型应用于土体的模拟。经过长时间的发展证明有限元方法对土工格室和土体的模拟已经成熟，它能够考虑复杂的边界条件、荷载条件和应力与应变关系，使分析结果更为准确和可靠，并且将极大地节省试验时间、人力和资金、扩大研究参数的范围和精细程度。同时应用有限元方法能够考虑复杂的边界条件、荷载条件和应力应变的非线性关系，使分析更为准确。

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