塑料排水板与土工格栅联合加固高填软基机理研究.docx

１２８公路与汽运Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆ＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ总第１６４期塑料排水板与土工格栅联合加固高填软基机理研究王德胜（陕西建工机械施工集团有限公司，陕西西安７１００４３）摘要：针对某高速公路高填软基的特殊土质 ，结合塑料排水板和土工格栅在地基加固中的作用特点，提出用塑料排水板与土工格栅联合加固的方案来处理软弱路基，并利用ＭＩＤＡＳ有限元数值模拟软件，对塑料排水板与土工格栅联合加固机理进行研究。结果显示，土工格栅在其中起到类似抗拉膜的作用，从而控制地基的不均匀沉降，减小路堤坡脚附近的侧向位移，增加路基的极限承载能力 ，但土工格栅对路基沉降量的影响较小。关键词：公路；塑料排水板；土工格栅；高填软基；加固机理中图分类号：Ｕ４１６．１文献标志码：Ａ文章编号：１６７１－２６６８（２０１４）０５－０１２８－０５经过的丘间冲沟凹地都是水田或鱼塘 ，长期浸泡在１ 工程概况水中，表层０．３０．５ｍ呈软塑流塑状，静力触探～～某高速公路所处区域均属亚热带湿润季风气候，具有四季分明、冬无严寒、夏无酷暑、无霜期长、雨量充沛、热量丰富、四季宜耕的特点。多年平均降雨量在１０１５ｍｍ左右，年际变化不大；降水多集中在汛期，冬季少雨。该区分布有侵蚀堆积地貌和构造剥蚀地貌两种地貌单元，全线经过区域内覆盖层主要为第四系全新统人工填筑层（Ｑ４ｍｅ）、冲积层（Ｑ４ａｌ）、坡残积层（Ｑ４ｄｌ＋ｅｌ）、坡 洪积层（Ｑ４ｄｌ＋ｐｌ）等，出露基岩主要为侏罗系中统上沙溪庙组（Ｊ２ｓ）。查明厚度普遍在２～７ ｍ，承载力基本容许值在０．０６～０．１２ＭＰａ。软弱土以低液限粉质黏土为主，含水量为３０％～４５％，静力触探比贯入阻力为０．２～１．５ＭＰａ，土层的物理力学参数指标相对较差。 由于软弱土层厚度较大、承载力低、孔隙比大，在软基分布地段直接填筑路堤会诱发路堤剪滑、沉降等病害，影响工程及营运安全，拟采用塑料排水板和土工格栅对其进行加固处理。该文采用有限元软件，分析塑料排水板与土工格栅联合加固高填软基的机理。櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙櫙［２］ＪＴＪＤ６３－２００７，公路桥涵地基与基础设计规范［Ｓ］．［３］ＪＴＧＦ１０－２００６，公路路基施工技术规范［Ｓ］．［４］ＪＴＪ／Ｔ０６０－９８，公路土工合成材料试验规程［Ｓ］．［５］ＴＪ／Ｔ０１９－９８，公路土工合成材料应用技术规范［Ｓ］．［６］刘宗耀．土工合成材料工程应用手册［Ｍ］．第２版．北京 ：中国建筑工业出版社，２０００．［７］龚文惠．土力学［Ｍ］．第２版．武汉：华中科技大学出版社，２００８．［８］邓宇，梁炯丰，杨泽平．高填路堤沉降计算方法探讨［Ｊ］．路基工程，２００９（１）．［９］赵尚毅，郑颖人，时卫民，等．用有限元强度折减法求边坡稳定安全系数［Ｊ］．岩 土工程学报，２００２，２４（３）．［１０］周志刚，郑健龙．公路土工合成材料设计原理及工程应用［Ｍ］．北 京 ：人民交通出版社，２００１．［１１］朱湘，黄晓明，邓学钧．加筋路堤圆弧滑动法稳定性验［１２］杨锡武，欧阳仲春．山区高等级公路加筋高路堤陡边坡研究［Ｊ］．公路交通科技，２００１，１８（１）．［１３］吕庆，尚岳全，陈允法，等．高填方路堤粘弹性参数反演与工后沉降预测分析［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００５，２４（７）．［１４］赵丽芳，邹恩杰，罗烈日．黄土地区高填方路堤稳定性数值模拟研究［Ｊ］．公 路，２０１３（１２）．［１５］杨文亚．高填路堤土石倒装填筑技术的研究与应用［Ｊ］．城市道桥与防洪，２０１４（６）．［１６］李华，洪宝宁，丁志宇，等．不同材料填筑顺序对高填方路堤稳定性影响分析［Ｊ］．水利与建筑工程学报，２０１３，１１（３）．［１７］邓卫东．高填路堤稳定性研究［Ｄ］．西安：长安大学，２００３．［１８］聂守智．基于有限元强度折减法的边坡稳定性数值研究［Ｄ］．西安：西安理工大学，２０１０．算公式的改进［Ｊ］．东南大学学报：自然科学版，１９９９，２９（５）．收稿日期：２０１４－０５－２０２０１４年 第５期王德胜：塑料排水板与土工格栅联合加固高填软基机理研究１２９２ 软基处理设计方案2698400600800400400400400400以该高速公路某段作为试验段，采用塑料排水板与土工格栅联合加固高填软基。该处高填软基处理设计见图１，普夯夯点布置见图２。３ 有限元模型的建立及分析３．１本构模型的选择采用Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ弹塑性模型，破坏准则采 用Ｍｏｈｒ－Ｃｏｕｌｏｍｂ破坏准则。该模型是对实际岩土800400400400图１ 高填软基处理设计方案（单位：ｃｍ）墙。土工格栅采用线单元，厚度为０．１ｍ。其他岩土层采用平面单元模拟。模型地表面为自由面，采 用自动网格划分方法，路堤和地基