加筋土工程稳定性验算的方法与内容

正如上述，加筋土工程稳定性问题包含两方面内容：内部稳定分析和外部稳定分析。首先要考虑的是加筋土的内部稳定问题，即土中筋材在受力后不被拉断或拔出，为此要求筋材有一定的强度和必要的长度，并且保证填土施工中，土与筋材的密切接触；其次，当加筋土结构整体受力时，在重力、水压力、冰压力、地震力等外力的作用下的稳定，可称为外部稳定问题。这种稳定性的研究与一般土工稳定分析较为类似，其失稳型式有平面抗滑、抗倾覆，地基承载力和抗深层滑动等。除了上述两种稳定类型的核算外，还有一种失稳的可能来自地基上的整体滑动或挤出。但这个问题与软基失稳的情况相似，将在后面有关章节中叙述。在本节中主要仍按目前常用的整体圆弧法进行讨论，除稳定分析外，有时也需进行加筋土结构的沉降变形计算。

本章以下的几节中，将要具体讨论土力学中几个经典课题的加筋土问题，包括边坡稳定、土压力和支挡结构、地基承载力等。从土力学的观点看来，它们都是研究结构物土体进入极限状态时的性状以及抵抗极限破坏的工程措施，因此极限平衡条件的研究，将是其中的核心问题。

现以边坡问题为例进行说明。不难想象，如果把边坡坡度加陡，甚至处于垂直状态，那么边坡课题就逐渐向土压力和挡土墙问题靠拢；而如果将边坡的坡度减缓，甚至达到水平状态，那么就与地基的承载力问题相近了（当然两者还是有一定差别的）。注意这些课题的共性，将使讨论更加清晰。

稳定验算方法主要有两种：①极限平衡法；②塑性分析法（上、下限解）。前者包括实用的条分法（圆弧的或任意形状的滑动面）和索科洛夫斯基的精确法；后者则是塑性力学在岩土工程中的应用。由于此法具有较为严格的理论基础，因此近年得到迅速的发展。本书将会简要地述及。(www.xing528.com)

不言而喻，加筋土的性状与单纯土相比，显然要复杂一些，因为前者是由两种性质不同的材料构成的，它们的相互作用是加筋材料得以起加固作用的关键所在。而且筋材对土体的加筋影响，不仅表现在接触面上，而且在接触面两侧的一定范围内形成的复合加筋土体，对工程的加固也会起到重要作用，这在加筋机理中已讨论很多（第5章）。有的文献对这个问题也曾有讨论（朱诗鳌，1989），并指出，“在加筋土体中，土工织物不仅本身起到了加固作用，也促成了土体本身强度的增大，甚至在最后，当土工织物的加筋作用如果有所减弱，乃至丧失，仅凭土体本身也能维持稳定”。

应当指出，上述验算都是针对极限状态进行的，这里假定土体已进入塑性状态了。但在实际使用的条件下，土体并未进入塑性状态，或者仅部分进入塑性状态。同时，要全面了解加筋土的性状和工作机理，则还需研究受力后，加筋土（尤其是加筋材料中）应力和应变变化的全过程，而把极限状态分析仅作为应力应变发展的最终阶段。由此再次说明了研究加筋土工程应力应变状态的必要性。有了应力应变的知识，就有可能将不同的加筋结构（如加筋挡墙、加筋边坡和加固地基等）的分析和设计方法统一起来，使其建立在共同的理论基础上。这是加筋土结构设计今后发展的方向。本章的后面部分将有简单的讨论。