——第层筋材的容许抗拉强度;
——第层加筋摩擦阻力发挥程度系数;
——第分条土底,弧上的孔隙水压力。
3.2 加筋层数的计算
按设计要求加筋后的安全系数,求解所需筋材的容许抗拉强度、加筋长度,加筋层数。
步骤一:按式(1)先假定为无加筋情况,即不考虑分子一项,用试算法(即迭代计算法)求得最小安全系数。为了计算方便,工程中已经预先预制了的曲线图(图略)供查用。试算时可由所假设的及各土条的和直接在图上查值。一般可先假定,求出后再代入公式(1)(不考虑分子一项),求值。如此时,则用新的值求下一个和值,如此反复迭代,直至假定的值和计算的值非常接近为止。根据经验,一般迭代次就可满足精度的要求。
步骤二:设计要求达到的安全系数为,计算增加安全系数所需加筋提供的拉力,由公式(1)知,……………………(3)
当只铺一层格栅时,……………(4)
要求,为筋材的容许拉力,如果不能满足,则可增加筋材层数,即铺多层筋材。
对于多层筋材,可先假设,则 ……………………….(5)
加筋层数为 ……………………….(6)
事实上,并不是一常量,它随筋材铺设位置而变,故在布置好多层筋后,应再以公式(1)进一步核算是否达到了要求值。
4 软土层换填深度的计算
关于软土层的换填深度,可参照所建道路标准路堤填筑的高度及所在地的地质条件,采用局部换填方式。换填深度,按布辛尼斯克(Boussinesq)给的规定,考虑道路设计车型的车轮应力,对土基附加应力影响甚微的原则加以确定。
按照弹性半空间体的应力与变形理论,在集中载荷作用下弹性半空间体内的应力变形,可用布辛尼斯克公式计算。将车轮荷载简化为单圆均匀荷载,则在半空间体内某一深度z平面上,竖向应力最大点,应在荷载轴线上。(如图5)
图 5 简化车轮均布荷载
如果z平面上的竖向应力能满足下式所给的条件,就可以认为,z即为计算的换填深度。
…………………………………….(7)
式中: ——深度z平面上竖向最大应力,Mpa; ………(8)
——理论上应取为车轮单位压应力(按单圆荷载),在这里数值上应换算为软土地基提供的反力,Mpa;
z——竖向深度, cm;
r——荷载半径, cm;
——z平面地基容许应力,Mpa;
——回填材料压实后的容重
以下参照文献[3]和文献[4]计算公式(8)中的(如图6)
对单一土层, …………………………….(9)
…………………………….(10)
……………………………(11)
图 6 土工格栅加筋地基承载力计算图示
其中,为侧限条件下土层的竖向应变;为沉降计算深度;为路堤高度;为土工格栅承受的拉力;为侧限压缩试验结果的归一化双曲线参数(常数);为处的附加应力系数,由、=8查文献[7]中图1.