基于横观各向同性的土工格栅增强地基力学特性研究

【目的】土工格栅加筋地基在水利、建筑、交通等工程应用广泛，其竖直方向和水平方向的力学特性是值得关注的焦点。为研究不同加筋间距、层数对土工格栅加筋地基竖向和水平向承载特性的影响，【方法】通过物理模拟浅层平板载荷试验，将土工格栅加筋地基视为横观各向同性介质，结合复合材料力学理论推导出了弹性参数的求解方法，同时考虑地基横观各向同性特征计算了竖向附加应力及沉降量。【结果】结果显示：400 kPa可作为地基极限荷载值，加筋5层、7层、16层在相同沉降位置的地基承载力分别提高了26%、39.2%、63.5%;在相同挡墙高度107 cm处，加筋5层、7层、16层工况相比无加筋工况水平位移减少了59%、66%、85%。【结论】结果表明：土工格栅加固地基后对土体的变形模量、剪切模量增强作用显著，而竖向泊松比变化较不明显；加筋地基的水平、竖向变形模量分别与加筋率之间存在较好的线性关系，采用横观各向同性模型推导计算的附加应力值接近试验值，计算的沉降量与试验值误差较小。研究成果可为类似实际工程设计提供一定的理论依据。