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筋材

加筋土是埋入土体的水平向加强材料单元,利用其抗拉强度来提高边坡的稳定性。如果加筋材料穿过了滑动面,那么筋材中产生的抗力要计入到计算条块的受力平衡方程中去。相反,则不影响边坡的稳定性。

加筋土材料的基本参数是抗拉强度Rt。在分析中使用的是参数的设计值 - 即材料强度通过分项系数进行修正,此系数考虑了耐久性、蠕变和材料铺设时的损伤等影响。加筋材料所受到的拉力不能超过指定的抗拉强度Rt

加筋支护计算简图

第二个特征参数为抗拔强度Tp。此参数值决定了锚固长度,即加筋材料在土体中所需的长度,在此长度下筋材能够发挥最大的抗拉强度,即达到 Rt。抗拔强度的实际值很难确定,在程序中提供了三种计算方法,分别计算加筋材料所能传递的抗拔力 F

1) 计算加筋材料抗拔力

抗拔力 F 由下式给出:

其中:

σ

-

加筋材料和滑动面交点处因自重产生的正应力 - 如图所示

φ

-

土的内摩擦角

C

-

相互作用系数(默认值为 0.8

l

-

穿过滑动面深入到土体中的加筋材料嵌固长度

2) 输入筋材锚固长度 lk

在程序中指定锚固长度 lk。此参数由加筋材料与土层接触面的抗剪强度决定。抗剪强度从零逐渐增大到其极限值(从加筋材料位于土体中的终点开始计算)。

其中:

l

-

穿过滑动面深入到土体中的加筋材料长度

lk

-

加筋材料锚固长度

Rt

-

抗拉强度

3) 输入加筋材料抗拔强度 Tp

抗拔力 F 的计算公式为:

其中:

l

-

穿过滑动面深入到土体中的加筋材料长度

Tp

-

加筋材料的抗拔强度(单位长度抗拔力)

筋材的实际受力可以达到其抗拉或抗拔强度。在分析中引入筋材的作用力,可以明显提高所给滑面的安全系数。但是,当加固力非常大时,在分析中引入这样的加固力,可能会导致严格条分法(Spencer, Janbu, Morgenstern-Price)无法得到收敛结果。因为当加固力过大时,在满足所用方法基本假设的前提下(例如假设滑面底端力矩为零),可能无法满足条块的受力平衡。在这种情况下,软件将折减加筋材的作用力直到达到满足收敛条件的上限值,从而得到一个收敛的且较保守的结果。这时,折减后的筋材作用力也将作为边坡稳定性分析结果的一部分输出。但是,如果筋材作用力没有进行折减,那么将不在最终结果中输出筋材的作用力。

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