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【摘 要】论文采用考虑路堤中土拱效应，建立了桩承式加筋路堤简化分析模型，考察了桩承式加筋路堤相关参数对加筋路堤效果的影响，并对参数进行了分析，结果表明：将水平增强体和桩等竖向增强体联合使用，形成桩承式加筋路堤，可取两者之长，取得更佳的技术经济效果。
【关键词】桩承式加筋路堤；变形分析；土工合成材料
土工合成材料铺设在路基中，形成水平增强体，其加筋效果已经被工程实践所证明。但是，由于实际工程地质条件的复杂多变性，加上控制地基沉降、保持地基稳定、加快工期、节约投资等因素的制约，单一的水平增强体已经不能满足工程要求，在这种情况下，将水平增强体和桩等竖向增强体联合使用，形成桩承式加筋路堤，可博采两者之长，取得更佳的技术经济效果。
1 桩承式加筋路堤简化分析模型
因桩顶面顶面高度，桩与桩间土之间存在沉降差，在路基内部引起土拱效应，使路堤荷载重分布，基于这一原理，陈仁朋教授等建立了路堤荷载传递的微分方程，现阐述如下。
路堤下方的桩呈正方形布置，桩的中心间距为，桩径为，其截面积为;桩帽面积为，按面积相等的原则，将桩帽及其上部填土等效为直径为的内土柱，将桩帽间的填土等效为内径为，外径为的圆柱形外土柱，面积为。
图1给出了路堤填料中荷载传递分析模型。假设路基填料为均质各向同性理性弹性体，以桩帽顶面高度处为z轴的零点，路堤填料高度，路基等沉面高度，从桩帽上部内土柱取一单元体进行受力分析，单元体受到的竖向力包括土柱的竖向压应力，土柱的自重应力为，外土柱对内土柱的摩擦力为F,F=，为静止土压力系数，，为路堤填料的内摩擦角。
2 试验结果对比
许峰[1]对无土工合成材料垫层桩承式路堤进行了室内模型试验研究，其模型验示意图如所示图2所示，将本文计算结果与该模型试验结果进行对比。
该模型试验在由砖和水泥砌筑而成的直径3m、高度1.53m的试验池中进行，试验采用干净河砂，模型桩采用管径32.3mm、壁厚1.5mm的空心铝合金管桩，桩帽长90mm宽90mm厚5mm。其中地基反力系数由计算公式确定，地基压缩模型Es=12MPa、泊松比=0.2、地基厚度H=1.2m，计算得到，由单桩静荷载沉降曲线反算得到桩的反力系数。
对比结果如图3所示，可见本文模型很好地反映了模型试验的结果，其误差在8.5%以内，验证了模型的可靠性。
3 参数分析
3.1 筋材抗弯刚度影响
选取不同的筋材抗弯刚度，分析其对桩承式加筋路堤变形的影响。图4给出了筋材抗弯刚度对桩顶及桩间土沉降变形量的影响。可知，随着筋材抗筋材抗弯刚度对桩顶及桩间土沉降变形量的影响。可知，随着筋材抗弯刚度的增大，等沉面高度逐渐减小，桩顶沉降变形量和桩间土的沉降变形量逐渐减小，但当筋材抗弯刚度增大超过200kN·m2时，对减小桩顶及桩间土沉降变形量的影响较小。
3.2 桩间距的影响
图5(a)给出了桩间距对桩的荷载分担比的影响，图5(b)给出了桩间距对等沉面高度的影响，图5(c)给出了桩间距对桩顶及桩间土沉降变形量的影响。可知，随着桩间距的增大，桩的荷载分担比逐渐减小，等沉面高度逐渐减小，桩顶及桩间土沉降变形量逐渐增大，桩土沉降差增大。
图5 桩间距对n、、的影响
4 结论
本文为了研究桩承式加筋路堤的受力变形特性，采用考虑路堤中土拱效应的荷载传递分析模型，建立了桩承式加筋路堤简化分析模型，考察了桩承式加筋路堤相关参数对加筋路堤效果的影响，通过分析计算得出以下结论。
4.1 当路基填料压缩模量小于20Mpa时，路基变形量随路基填料压缩模量增加迅速减小，当路基填料压缩模量大于20MPa时，路基填料压缩模型对路基变形量的影响减小。
4.2 随着筋材抗弯刚度增加，等路堤沉面高度降低，路基变形量逐渐减小，减小幅度逐渐降低。
4.3 随着桩间距增加，桩的荷载分担比减小，等沉面高度增大，路基变形量增大。
参考文献：
[1]许峰.桩承式路堤的工作机理研究[硕士学位论文].杭州:浙江大学，2004.
[2]杨厂庆.土工格栅加筋土结构理论及工程应用.北京:科学出版社，2010.
[3]黄义，何芳社.弹性地基上的梁、板、壳.北京:科学出版社，2005.
【关键词】桩承式加筋路堤；变形分析；土工合成材料
土工合成材料铺设在路基中，形成水平增强体，其加筋效果已经被工程实践所证明。但是，由于实际工程地质条件的复杂多变性，加上控制地基沉降、保持地基稳定、加快工期、节约投资等因素的制约，单一的水平增强体已经不能满足工程要求，在这种情况下，将水平增强体和桩等竖向增强体联合使用，形成桩承式加筋路堤，可博采两者之长，取得更佳的技术经济效果。
1 桩承式加筋路堤简化分析模型
因桩顶面顶面高度，桩与桩间土之间存在沉降差，在路基内部引起土拱效应，使路堤荷载重分布，基于这一原理，陈仁朋教授等建立了路堤荷载传递的微分方程，现阐述如下。
路堤下方的桩呈正方形布置，桩的中心间距为，桩径为，其截面积为;桩帽面积为，按面积相等的原则，将桩帽及其上部填土等效为直径为的内土柱，将桩帽间的填土等效为内径为，外径为的圆柱形外土柱，面积为。
图1给出了路堤填料中荷载传递分析模型。假设路基填料为均质各向同性理性弹性体，以桩帽顶面高度处为z轴的零点，路堤填料高度，路基等沉面高度，从桩帽上部内土柱取一单元体进行受力分析，单元体受到的竖向力包括土柱的竖向压应力，土柱的自重应力为，外土柱对内土柱的摩擦力为F,F=，为静止土压力系数，，为路堤填料的内摩擦角。
2 试验结果对比
许峰[1]对无土工合成材料垫层桩承式路堤进行了室内模型试验研究，其模型验示意图如所示图2所示，将本文计算结果与该模型试验结果进行对比。
该模型试验在由砖和水泥砌筑而成的直径3m、高度1.53m的试验池中进行，试验采用干净河砂，模型桩采用管径32.3mm、壁厚1.5mm的空心铝合金管桩，桩帽长90mm宽90mm厚5mm。其中地基反力系数由计算公式确定，地基压缩模型Es=12MPa、泊松比=0.2、地基厚度H=1.2m，计算得到，由单桩静荷载沉降曲线反算得到桩的反力系数。
对比结果如图3所示，可见本文模型很好地反映了模型试验的结果，其误差在8.5%以内，验证了模型的可靠性。
3 参数分析
3.1 筋材抗弯刚度影响
选取不同的筋材抗弯刚度，分析其对桩承式加筋路堤变形的影响。图4给出了筋材抗弯刚度对桩顶及桩间土沉降变形量的影响。可知，随着筋材抗筋材抗弯刚度对桩顶及桩间土沉降变形量的影响。可知，随着筋材抗弯刚度的增大，等沉面高度逐渐减小，桩顶沉降变形量和桩间土的沉降变形量逐渐减小，但当筋材抗弯刚度增大超过200kN·m2时，对减小桩顶及桩间土沉降变形量的影响较小。
3.2 桩间距的影响
图5(a)给出了桩间距对桩的荷载分担比的影响，图5(b)给出了桩间距对等沉面高度的影响，图5(c)给出了桩间距对桩顶及桩间土沉降变形量的影响。可知，随着桩间距的增大，桩的荷载分担比逐渐减小，等沉面高度逐渐减小，桩顶及桩间土沉降变形量逐渐增大，桩土沉降差增大。
图5 桩间距对n、、的影响
4 结论
本文为了研究桩承式加筋路堤的受力变形特性，采用考虑路堤中土拱效应的荷载传递分析模型，建立了桩承式加筋路堤简化分析模型，考察了桩承式加筋路堤相关参数对加筋路堤效果的影响，通过分析计算得出以下结论。
4.1 当路基填料压缩模量小于20Mpa时，路基变形量随路基填料压缩模量增加迅速减小，当路基填料压缩模量大于20MPa时，路基填料压缩模型对路基变形量的影响减小。
4.2 随着筋材抗弯刚度增加，等路堤沉面高度降低，路基变形量逐渐减小，减小幅度逐渐降低。
4.3 随着桩间距增加，桩的荷载分担比减小，等沉面高度增大，路基变形量增大。
参考文献：
[1]许峰.桩承式路堤的工作机理研究[硕士学位论文].杭州:浙江大学，2004.
[2]杨厂庆.土工格栅加筋土结构理论及工程应用.北京:科学出版社，2010.
[3]黄义，何芳社.弹性地基上的梁、板、壳.北京:科学出版社，2005.