加筋土是一種在土中加入加筋材料而形成的復合土。在土中加入加筋材料可以提高土體的強度,增強土體的穩定性。因此,凡在土中加入加筋材料而使整個土工系統的力學性能得到改善和提高的土工加固方法均稱為土工加筋技術,形成的結構亦稱之為加筋土技術。
現代加筋土技術是由法國工程師HemiVida1于20世紀60年代首先提出的,并于20世紀80年代初引入我國,現已在水利、鐵路、公路、港口和建筑工程中得到大量應用,解決了許多土木工程中的技術難題,取得了良好的社會和經濟效益,因而該技術得以蓬勃發展。
目前,一般的加筋土構造物的設計無須考慮地震力在內的工況。這是因為按現行設計方法,只要設計能滿足正常工況的條件,在考慮地震力工況時,通過提高土工合成材料的設計強度或者降低安全系數之后,地震工況的設計條件常常是能夠滿足的。但是,當土工合成材料在張力作用下遭受地震時,在某些場合可能會產生累進性位移、形變。特別是對重要的加筋土構造物。如加筋橋臺以及超過一定高度的高填土路堤,就有必要進行抗震設計??偟脑瓌t是:當加筋土構造物一旦發生破壞后,給鄰區造成巨大損失或災害時;以及當加筋土構造物一旦發生破壞后?;謴蜁r間長、嚴重阻礙道路通行時,就有必要進行抗震設計。
校核加筋土構造物的地震工況,首先要了解在地震力作用下加筋土的相互作用特性,才能把握抗震設計思想。因此應對以下幾方面進行研究:①在地震動力作用下,加筋土中的土工合成材料發揮出來的效果如何;②在怎樣的條件下,土工合成材料發揮出最佳效果;③在地震動力作用下,加筋土構造物的實驗方法及其實際抗震效果檢驗;④加筋土構造物抗震設計的基本思想等。
與正常工況相比,地震時加筋土構造物(堤壩、擋墻、地基)所表現出來的主要不同點為:
①地震工況下,坡面淺部遭受的地震力大于深部的地震力。特別是當坡面土的粘聚力小的時候,坡面很容易發生破壞;
②由于增加了地震慣性力作用,不穩定塊體的區域增大,潛在滑動面往坡內發展;
③當坡度較緩時,破壞隨地震動的持續而發生,隨地震動的停止而停止;可是,當坡度較陡時,在地震力和重力作用下,就極有可能產生瞬間破壞;
④地震破壞常常發生在軟土地基的構造物上。對于第④點,與其說是加筋土構造物的破壞,倒不如說是地基本身的問題,地基起著決定性的作用。
在地震力作用下,加筋土中土工合成材料的補強效果取決于加筋補強機理。土工合成材料的抗震效果可以概括成:
1潛在滑體的滑面橫切加筋材料時,加筋材料發揮出來的張力增加了抗滑力,即增加了抗滑力矩,由此增大其穩定性;
2與未加筋的情況相比,由于加筋材料使抗滑力矩增大,加筋構造物的最危險滑動面會往里往深處發展。因此,加筋構造物的穩定系數的提高除了加筋材料發揮出的補強效果外,還存在潛在滑動面位置的差異造成的補強效果;
3坡面附近由于碾壓困難,往往容易成為地震破壞的一個始發點。通過鋪設土工合成材料,坡面附近的壓實度得以提高,從而提高坡面淺部的穩定性;
4通過土工合成材料保護坡面或者土工砂袋筑填的坡面,即使坡面發生一定的鼓脹以及一定的殘留位移,也不至于使土體發生像陡坡在地震力和重力作用下的瞬間破壞;
5鋪設在軟土地基上的土工合成材料雖然不能阻止地震時加筋構造物發生沉降,但是能夠阻止裂縫向上擴展,從而保護加筋構造物的破裂。
加筋土是一種在土中加入加筋材料而形成的復合土。在土中加入加筋材料可以提高土體的強度,增強土體的穩定性。因此,凡在土中加入加筋材料而使整個土工系統的力學性能得到改善和提高的土工加固方法均稱為土工加筋技術,形成的結構亦稱之為加筋土技術。
現代加筋土技術是由法國工程師HemiVida1于20世紀60年代首先提出的,并于20世紀80年代初引入我國,現已在水利、鐵路、公路、港口和建筑工程中得到大量應用,解決了許多土木工程中的技術難題,取得了良好的社會和經濟效益,因而該技術得以蓬勃發展。
目前,一般的加筋土構造物的設計無須考慮地震力在內的工況。這是因為按現行設計方法,只要設計能滿足正常工況的條件,在考慮地震力工況時,通過提高土工合成材料的設計強度或者降低安全系數之后,地震工況的設計條件常常是能夠滿足的。但是,當土工合成材料在張力作用下遭受地震時,在某些場合可能會產生累進性位移、形變。特別是對重要的加筋土構造物。如加筋橋臺以及超過一定高度的高填土路堤,就有必要進行抗震設計??偟脑瓌t是:當加筋土構造物一旦發生破壞后,給鄰區造成巨大損失或災害時;以及當加筋土構造物一旦發生破壞后?;謴蜁r間長、嚴重阻礙道路通行時,就有必要進行抗震設計。
校核加筋土構造物的地震工況,首先要了解在地震力作用下加筋土的相互作用特性,才能把握抗震設計思想。因此應對以下幾方面進行研究:①在地震動力作用下,加筋土中的土工合成材料發揮出來的效果如何;②在怎樣的條件下,土工合成材料發揮出最佳效果;③在地震動力作用下,加筋土構造物的實驗方法及其實際抗震效果檢驗;④加筋土構造物抗震設計的基本思想等。
與正常工況相比,地震時加筋土構造物(堤壩、擋墻、地基)所表現出來的主要不同點為:
①地震工況下,坡面淺部遭受的地震力大于深部的地震力。特別是當坡面土的粘聚力小的時候,坡面很容易發生破壞;
②由于增加了地震慣性力作用,不穩定塊體的區域增大,潛在滑動面往坡內發展;
③當坡度較緩時,破壞隨地震動的持續而發生,隨地震動的停止而停止;可是,當坡度較陡時,在地震力和重力作用下,就極有可能產生瞬間破壞;
④地震破壞常常發生在軟土地基的構造物上。對于第④點,與其說是加筋土構造物的破壞,倒不如說是地基本身的問題,地基起著決定性的作用。
在地震力作用下,加筋土中土工合成材料的補強效果取決于加筋補強機理。土工合成材料的抗震效果可以概括成:
1潛在滑體的滑面橫切加筋材料時,加筋材料發揮出來的張力增加了抗滑力,即增加了抗滑力矩,由此增大其穩定性;
2與未加筋的情況相比,由于加筋材料使抗滑力矩增大,加筋構造物的最危險滑動面會往里往深處發展。因此,加筋構造物的穩定系數的提高除了加筋材料發揮出的補強效果外,還存在潛在滑動面位置的差異造成的補強效果;
3坡面附近由于碾壓困難,往往容易成為地震破壞的一個始發點。通過鋪設土工合成材料,坡面附近的壓實度得以提高,從而提高坡面淺部的穩定性;
4通過土工合成材料保護坡面或者土工砂袋筑填的坡面,即使坡面發生一定的鼓脹以及一定的殘留位移,也不至于使土體發生像陡坡在地震力和重力作用下的瞬間破壞;
5鋪設在軟土地基上的土工合成材料雖然不能阻止地震時加筋構造物發生沉降,但是能夠阻止裂縫向上擴展,從而保護加筋構造物的破裂。