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4．討論 通過設計實例說明，本文所討論了所有三種路基土工格室加固方法。然而，每個方法有其自身的優(yōu)勢和局限性。基于滑移線的方法，相比于其他兩種方法是非常復雜的，因為它需要滑移線的建立，每個路堤的跨度和剛性端承載力的計算。第二種基于對邊坡穩(wěn)定分析的方法是三個中最簡單的，因為，它只是需要用一層土進行邊坡穩(wěn)定性，用其屬性取代土工格室墊層來確定任何標準程序使用的土工格室尺寸和材料。基于第三方法，有限元模型是最全面的，因為它具有完整的路堤模擬變形、應力和在路堤任何位置可以用這個方法獲得的剪切應變。此外，該方法包括：基于給定的路堤高度允許的沉降設計，這不是其他兩種方法可解決的。種方法的限制是有限元模擬需要通過實驗室測定土壤和土工格室材料的準確特性參數。關于結果的準確性，所有這三種方法都給予基本相同的范圍，在做出特定的假定，設計輸 出有限元分析、滑移線法，邊坡穩(wěn)定分析可用于初步設計，同樣可以通過有限元研究，用其完整的變形分析和驗證剪切應變下可能發(fā)生的 沉降。 5. 結論 本文提出基于有限元模擬的土工格室加固堤防的設計新方法。這種方法和兩個現有的方法的比較：滑線法，邊坡穩(wěn)定分析方法。在路基軟土的設計實例中使用了所有上述三種方法，這三種方法都有相對優(yōu)勢和局限性。這三種方法給出了幾乎類似的結果。滑移線的方法相對于其他兩個方法非常復雜，邊坡穩(wěn)定分析方法簡化的很多，是基于對邊坡失穩(wěn)安全系數，這可能不是很關鍵。基于有限元模擬的設計方法是最全面的，因為它解決了許可變形問題，也給出了路基的完整的應力、變形和給定負載條件下應變行為。有人建議：滑移線和邊坡的穩(wěn)定性方法應用于初步設計，通過有限元模擬方法進行驗證。 參考資料 巴瑟斯特，R.J. 和賈勒特，P.M 。 （1988年），“在泥炭地緣復合床的 大型模型試驗路基”，交通運輸研究記錄1188，交通運輸研究委員會。華盛頓哥倫比亞特區(qū)，28-36。 巴瑟斯特，R.J 和Karpurapu ，R. （1993），“土工格室加固顆粒的大型 三軸壓縮試驗土土力測試”。 J ，16（3），296-303。 巴瑟斯特，R.J. 和騎士，文學碩士（1998年），“加筋土覆蓋了大跨度 管道土工格室的分析”，COMPUT 。土力，22，205-219。 布什，D.I ，詹納，C.G . 和巴塞特，R.H 。（1990），“松軟土路堤設計 和土工格室基床墊層的施工 ”，Geotext 土工膜，9，83-98。 Cowland ，J.W 和Wong ，S.C.K. （1993年），“軟粘土土工格室加固 路基路面性能”，Geotext 。土工膜，12，687-705。 R. 和洛錫安，E. （1990），“土工格室加固路堤的施工問題 ”，加筋土 結構性能的論文集，英國巖土工程學會，倫敦（英國），443-447。 羅伊，D. ，赤拉尼維，K. ，辛格河和Baidya ，D.K. （2009年），“降雨誘發(fā)穩(wěn)定土路堤的不穩(wěn)定”，Geomech 。工程，1，193-204。 鄧肯，J.M. 和昌，C.Y . （1970），J 。“土壤中的應力和應變的非線性 分析”。DIV ，96（5），1629年至1653年。 古德曼，R.E. ，泰勒，R.L. 和布雷克，T.L 。 （1968年），“一個裂隙 巖體的力學模型”，J. 土壤專區(qū)，94，637-659。 Hendricker ，A.T. ，Fredianelli ，K.H. ，Kavazanjiam ，小E. 和麥凱爾維，III J.A. （1998年），“危險廢物站場加固 ”，土工合成材料，亞特蘭大第六屆國際會議論文集（美國），465-468。 漢高，D.J 和吉爾伯特，G .C. （1952），“橡膠膜三軸受壓土樣的受力效果”，巖土工程，3，20-29。 V 簡布，N 。（1963），“用固結儀和三軸試驗確定土壤壓縮狀態(tài)”，論文集 歐洲會議上SMFE ，威斯巴登，頁19-25。 詹納，C.G . ，布什，D.I 和巴塞特，相對濕度（1988年），“使用滑線法通過鋪設一層土工格室層墊底部評估改善給定承載力的軟地基

2.3 基于有限元分析提出的設計 采用有限元法對加筋土路堤的穩(wěn)定性分析是研究人員羅伊等人早前嘗試（2009年）。根據實驗室的實驗中，瑪達維Latha （2000）提出了土工格室包裹砂等效復合模式。后來Rajagopal 等人（2001）驗 證使用的土工格室支持模型試驗等效復合模型路堤上的軟粘土層構成。在此模型中，在土壤中的內聚力與通過土工格室對土壤圍壓的增加值 在上一節(jié)中E q （5）給出。土工格室包封土壤的等效剛度涉及未增強土壤的剛度，土工格室的材料和相互作用的割線模量，其表示在多個格室格子間的相互作用。基于土工格室包封砂三軸加壓試驗，瑪達維Latha （2000）和Rajagopal 等（2001）提出了以下非線性經驗公式來表達土工格室加固砂（例如）的楊氏模量，所述土工格室的材料的割線模量和無筋砂（K u ）的楊氏模量的參數。 其中P a =大氣壓， M =土工格室材料割線模量，千牛/米； σ3=圍壓。 在上述公式中模數的參數對應于雙曲線參數，鄧肯和昌（1970）提出的模型。對于E q （6）給出的任何土工格室的等效模數平均值，可以通過簡單的替換來獲得模量（M ）。 M 值應相應于土工格室的拉伸載荷 - 應變曲線中2.5％平均應變的值。該中心所述土工格室墊的周向應變?yōu)?.5％，典型檢測點通常為約30％至35％的基腳寬度處（瑪達維Latha 等人的早期研究的量級 2008年），此應變被認為是在土工格室的平均周向應變，而土壤的圍壓會因土工格室包裹而增加。 要設計一個土工格室路堤，路基應模擬一個有限的元。土工格室墊層尺寸的確定，可以使用在前面的章節(jié)中討論的復合模型模擬具有同等的強度和剛度。路堤的壓力效應會給路基的承載能力和下面路基 的相應沉降、毗鄰路基地面的隆起、斜坡的橫向變形。通過對比確定：可以改變土工格室墊層的尺寸和強度達到設計的要求，以獲得所需的允許荷載范圍內的變形能力。有限元設計方法的優(yōu)點在于可以得到路堤所承受的應力和變形的完整曲線，這在所描述的其它兩種設計方法是不可能的。 要驗證土工格室軟粘土地基設計的有效性，實驗室通過Krishnaswamy 等（2000）所建立的實物模型，使用有限元分析的模擬和結果進行了比較。該軟地基土路基和土壤的特性有限元分析顯示在，在GEOFEM 項目（Karpurapu 和1993年巴瑟斯特）采用有限元程序，不同的土工格室坡面的橫向變形比較的縱橫比顯示于圖4，寬高比被定義為土工格室高度（h ）與格室的等效直徑（D ）的比例。土工格室包裹是三角形的，等效直徑由等同于三角形面積相當的圓獲得。在這些模型試驗中，格室的直徑保持恒定為225毫米和土工格室墊層的高度是變化的，以獲得格室的不同高寬比。橫向變形恒定，因為該模型試驗在試驗鋼槽進行，因此堤腳點是受硬質基體包裹體的影響，而堤是可以橫向方向自由移動。這些結果證實該復合有限元模型能夠獲到土工格室很好的加固堤防的變化，可放心用于設計中。 3. 設計實例 在超過6米厚的軟粘性土上，設計建造一個高6米、無需排水的、抗剪強度15千牛/平方米的路堤。堤的橫截面示于圖5. 中，要求抗剪強度20千牛/平方米，設計出適合這種要求的土工格室。 圖5 設計實例中的路基橫斷面 3.1基于滑移線方法的設計 路堤基底寬=66米 土工格室寬度= 66米 - 4米（兩側偏移2米）=62米 土工格室寬度/軟土層的深度=62/6=10.33 根據應力曲線圖，P /Cu = 12（從詹納1988年和布什1990講解中的圖表中獲取） 跨剛性端的平均壓力P'=12Cu +1Cu =13Cu 因此，根據路基承載能力繪出的對稱的半邊路堤斷如圖 圖6 承載力圖設計實例 允許壓力20千牛/平方米對稱路堤的計算如下： 土工格室墊層上的路基的重量負荷（壩頂寬18米，基部寬28米，高4米）=（18 +28）/2×4×19 =1748千牛/米； 土工格室插入路基部分的重量負荷（基寬33m 和高度2 M ）=33×2×19 =1254千牛/米； 允許負載峰值（長18米）= 18×20=360千牛/米。 半邊路堤荷載（包括附加）=總負荷=1748+1254+360=3362千牛/米； 從壓力圖得到承載能力，千牛/米：6×5.71C u +（5.71+12）/2×C U × 5.71+7.5×13C U =304.43CU 為平衡所需要Cu=3362/304.43=11.04千牛/平方米

山東聯祥工程材料有限公司是一家集研發(fā)、生產、銷售及售后服務為一體的高新技術企業(yè)，主營土工膜，復合土工膜，HDPE土工膜，，糙面土工膜，土工格柵，防水板等各種產品，公司成立于2009年，總資產為1.5億，占地150畝，現有職工300人，各類技術人員150人。公司地處全國土工合成材料專業(yè)生產基地－德州陵縣。緊靠京滬高速鐵路，京福高速公路，104國道，毗鄰青島，煙臺，天津三大水運港口，擁有得天獨厚的地理條件，交通十分便利。
    我公司生產的hdpe復合土工膜以塑料薄膜作為防滲基材，與無紡布hdpe復合而成的土工防滲材料，它的防滲性能主要取決于塑料薄膜的防滲性能。目前，國內外防滲應用的塑料薄膜，主要有聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE HDPE）、乙烯/醋酸乙烯共聚物（EVA)，它們是一種高分子化學柔性材料，比重較小，延伸性較強，適應變形能力高，耐腐蝕，耐低溫，抗凍性能好。其主要機理是以塑料薄膜的不透水性隔斷土壩漏水通道，以其較大的抗拉強度和延伸率承受水壓和適應壩體變形；而無紡布亦是一種高分子短纖維化學材料，通過針刺或熱粘成形，具有較高的抗拉強度和延伸性，它與塑料薄膜結合后，不僅增大了塑料薄膜的抗拉強度和抗穿刺能力，而且由于無紡布表面粗糙，增大了接觸面的摩擦系數，有利于hdpe復合土工膜及保護層的穩(wěn)定。同時，它們對細菌和化學作用有較好的耐侵蝕性，不怕酸、堿、鹽類的侵蝕。現在又有種新型的hdpe復合土工膜--經編復合土工膜。經編復合土工膜以合成纖維（或玻璃纖維）為增強材料，通過與hdpe復合土工膜hdpe復合而成的新型土工材料。經編hdpe復合土工膜不同于一般hdpe復合土工膜。其最大特點是經線與緯線的交叉點不彎曲，各自處于平直狀態(tài)。用捆綁線將兩者捆扎牢固，可全面較均勻同步，承受外力，分布應力，且當施加的外力撕裂材料的瞬時，紗線會沿初裂口擁集，增加抗撕裂強度。經編hdpe復合時，即利用經編捆綁線在經，緯紗與短纖針刺非織防水土工布的纖維層間反復穿行，使三者編結為一體。因而經編hdpe復合土工膜既具有高抗拉強度，低延伸率的特點，又兼有hdpe復合土工膜的防水性能。因此經編hdpe復合土工膜是一種具在加筋增強、隔離、防護作用的防滲材料。它是當今國際上高水平的應用土工hdpe復合材料。公司秉承“以誠信為本，以質量求生存，以品種圖發(fā)展”的企業(yè)方針。依靠科技發(fā)展，堅持創(chuàng)新，以技術為核心，不斷為用戶提供滿意的高質量產品是我們始終不變的追求。