[2017年整理]加筋土的原理及其抗震效果

加筋土是一种在土中加入加筋材料而形成的复合土。在 土中加入加筋材料可以提高土体的强度，增强土体的稳 定性。因此，凡在土中加入加筋材料而使整个土工系统 的力学性能得到改善和提高的土工加固方法均称为土工 加筋技术，形成的结构亦称之为加筋土技术。现代加筋 土技术是由法国工程师HemiVida1于20世纪60年代首先提 出的，并于20世纪80年代初引入我国，现已在水利、铁 路、公路、港口和建筑工程中得到大量应用，解决了许 多土木工程中的技术难题，取得了良好的社会和经济效 益，因而该技术得以蓬勃发展。目前，一般的加筋土构 造物的设计无须考虑地震力在内的工况。这是因为按现行 设计方法，只要设计能满足正常工况的条件，在考虑地 震力工况时，通过提高土工合成材料的设计强度或者降 低安全系数之后，地震工况的设计条件常常是能够满足 的。但是，当土工合成材料在张力作用下遭受地震时， 在某些场合可能会产生累进性位移、形变。特别是对重 要的加筋土构造物。如加筋桥台以及超过一定高度的高 填土路堤，就有必要进行抗震设计。总的原则是：当加 筋土构造物一旦发生破坏后，给邻区造成巨大损失或灾 害时；以及当加筋土构造物一旦发生破坏后。恢复时间 长、严重阻碍道路通行时，就有必要进行抗震设计。校核加筋土构造物的地震 工况，首先要了解在地震力作用下加筋土的相互作用特 性，才能把握抗震设计思想。因此应对以下几方面进行 研究：在地震动力作用下，加筋土中的土工合成材料 发挥出来的效果如何；在怎样的条件下，土工合成材 料发挥出最佳效果；在地震动力作用下，加筋土构造 物的实验方法及其实际抗震效果检验；加筋土构造物 抗震设计的基本思想等。与正常工况相比，地震时加筋 土构造物（堤坝、挡墙、地基）所表现出来的主要不同 点为：地震工况下，坡面浅部遭受的地震力大于深部 的地震力。特别是当坡面土的粘聚力小的时候，坡面很容易发生破坏；由于 增加了地震惯性力作用，不稳定块体的区域增大，潜在 滑动面往坡内发展；当坡度较缓时，破坏随地震动的 持续而发生，随地震动的停止而停止；可是，当坡度较 陡时，在地震力和重力作用下，就极有可能产生瞬间破 坏；地震破坏常常发生在软土地基的构造物上。对于 第点，与其说是加筋土构造物的破坏，倒不如说是地 基本身的问题，地基起着决定性的作用。在地震力作用 下，加筋土中土工合成材料的补强效果取决于加筋补强 机理。土工合成材料的抗震效果可以概括成：1潜在滑体 的滑面横切加筋材料时，加筋材料发挥出来的张力增加了抗滑力，即增加了 抗滑力矩，由此增大其稳定性；2与未加筋的情况相比， 由于加筋材料使抗滑力矩增大，加筋构造物的最危险滑 动面会往里往深处发展。因此，加筋构造物的稳定系数 的提高除了加筋材料发挥出的补强效果外，还存在潜在 滑动面位置的差异造成的补强效果；3坡面附近由于碾压 困难，往往容易成为地震破坏的一个始发点。通过铺设 土工合成材料，坡面附近的压实度得以提高，从而提高 坡面浅部的稳定性；4通过土工合成材料保护坡面或者土 工砂袋筑填的坡面，即使坡面发生一定的鼓胀以及一定 的残留位移，也不至于使土体发生像陡坡在地震力和重力作用下的瞬间 破坏；5铺设在软土地基上的土工合成材料虽然不能阻止 地震时加筋构造物发生沉降，但是能够阻止裂缝向上扩 展，从而保护加筋构造物的破裂。建筑加固http:/www.bjtxyf.com/ JZjg4rf66s