在这里有必要讨论一下筋材最优长度和有效加筋深度的概念(Radoslow L.Michalowski,2004),如图6.39所示。
关于加筋材料的长度,经对黏土地基上的条形基础的实验室研究发现,加筋土地基的承载力随筋材长度而增加,试验的筋材长度达基底宽度的4倍(l/B=4,l为筋材长度)。图6.40所示的为承载力随筋材长度的增加而增大的曲线。该曲线由数值计算而得。
图6.39 加筋土地基破坏机理
由极限分析,建议筋材的长度宜在基底宽度的4倍左右,超过该值,承载力可能会有某些增加(如对砂或砾,可能增加5%),但会使施工复杂化。相反,若缩短筋材长度到l/B=3,则加筋的效益会降低至80%,甚至60%(l/B=2.0)。
图6.40 承载力随筋材长度而增加
(注 P为加筋土承载力,P0为土承载力)
加筋层的深度对承载能力有很重要的影响。加筋层的最有效深度也可用数值分析得出。试验表明,对砾石土(φ=30°,φ=40°和fb=0.6,q=0)和黏性土(φ=0,φ=10°和fb=fc=0.6,q/c=1),最优深度主要取决于土的内摩擦角,如图6.41所示。q为上覆荷载,fb和fc为与内摩擦角φ和黏聚力c有关的系数(Michalowski,2004)。(www.xing528.com)
对于黏土或粉土(摩擦角φ=10°),则深度以0.35B为宜。但对于砂土(φ=40°),该值可增至0.8B。
图6.41 加筋层的深度研究
(a)承载力随加筋深度变化;(b)单层加筋最优建议深度
对于φ值较大的砂土,如三层系统,间距为0.6B(即总深度为1.8B)是很有效的。然而,对不排水黏土(φ=0),则间距为0.2B较好。单层加筋层的最优深度示于图6.41(b)中。
承载力随筋材间距的变化和最优间距示于图6.42中。
图6.42 筋材间距对承载力的影响
(a)单层;(b)双层;(c)三层
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