土堤设计中PVDS和加筋联合作用

11.2.4.1　加快施工速率

PVDS是一种人工加速排水固结的措施。PVDS的使用可以发挥地基土的天然水平渗透性较高的优点，并缩短排水路径，以加速土体的固结。由于固结增加了有效应力，地基土的抗剪强度提高，增强了堤坝的稳定性。若PVDS与土工合成材料加筋联合使用，即使采用传统的施工方法，也可在短时间内安全地完成堤坝的填筑。

11.2.4.2　减小地基上侧向变形

从有限元分析及Sharma和Bolton（2001）所进行的离心模型试验发现，在基础加筋中再使用PVDS可以使筋材的抗拉力得到更好的发挥（Rowe，2002）。

加筋可以降低地基土中的剪应力和顺土层表面的剪切应变，这已是众所周知的事实，而加筋加上PVDS更可以减少堤趾下地基的侧向水平变形（图11.19），这也为离心模型试验所证实。对于一个特定的地基，当其上填筑3.5m高的土堤，若所使用的筋材J=2000kN/m而未用PVDS时的水平变形，与使用PVDS而J=1000kN/m的情况基本相同。

图11.19　竣工时堤趾下水平位移的比较H=3.5m（Rowe，2002）

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图11.20　竣工时不排水强度等值线（有限元法）（Li等，2001）

11.2.4.3　地基土强度的增长

使用PVDS对加速固结的作用，已为人们熟知，但由于固结所获得的强度增加却少有涉及。

Li和Rowe（2001）用有限元分析法证实，使用PVDS对于在A型和B型地基土上高度分别为4.4m和6.5m并且使用了J=2000kN/m的筋材的土堤，它的地基土的强度在施工填筑期间有明显的增长，其增长等值线示于图11.20中。

对于A型土，在堤的中心线下土体抗剪强度增加值约为5kPa（相当于原强度的40%）；而对B型土，此值约为11kPa（约为原强度的50%）。在堤坡下的增长各为3kPa和6.5kPa，约为初始强度的25%～30%，可见堤下抗剪强度有明显的增大，因此在评价土堤的稳定性时，必须考虑不排水抗剪强度随位置变化的分布情况。

11.2.4.4　加筋和PVDS联合使用的设计

关于土堤下土体的固结计算和强度增长的定量分析，以及加筋和PVDS联合使用的设计，现行的方法是采取分别处理的方式，即加筋堤的设计通常基于不排水稳定分析，不考虑PVDS的影响；另一方面PVDS的设计基于固结分析，排水带的间距应按满足一定时间内达到要求的固结度的原则来选定。

近年Li和Rowe（2001）提出了一个应用加筋和PVDS联合作用的设计方法，该方法仍依循极限状态设计的原理，它采用Ladd（1991）所建议的不排水强度分析法（USA）并结合能考虑地基土强度增长的总应力法对联合作用的土堤进行稳定分析，详细情况可参看（Rowe，2002）。