2.3 基于有限元分析提出的設計 采用有限元法對加筋土路堤的穩(wěn)定性分析是研究人員羅伊等人早前嘗試（2009年）。根據(jù)實驗室的實驗中，瑪達維Latha （2000）提出了土工格室包裹砂等效復合模式。后來Rajagopal 等人（2001）驗 證使用的土工格室支持模型試驗等效復合模型路堤上的軟粘土層構成。在此模型中，在土壤中的內(nèi)聚力與通過土工格室對土壤圍壓的增加值 在上一節(jié)中E q （5）給出。土工格室包封土壤的等效剛度涉及未增強土壤的剛度，土工格室的材料和相互作用的割線模量，其表示在多個格室格子間的相互作用?；谕凉じ袷野馍叭S加壓試驗，瑪達維Latha （2000）和Rajagopal 等（2001）提出了以下非線性經(jīng)驗公式來表達土工格室加固砂（例如）的楊氏模量，所述土工格室的材料的割線模量和無筋砂（K u ）的楊氏模量的參數(shù)。 其中P a =大氣壓， M =土工格室材料割線模量，千牛/米； σ3=圍壓。 在上述公式中模數(shù)的參數(shù)對應于雙曲線參數(shù)，鄧肯和昌（1970）提出的模型。對于E q （6）給出的任何土工格室的等效模數(shù)平均值，可以通過簡單的替換來獲得模量（M ）。 M 值應相應于土工格室的拉伸載荷 - 應變曲線中2.5％平均應變的值。該中心所述土工格室墊的周向應變?yōu)?.5％，典型檢測點通常為約30％至35％的基腳寬度處（瑪達維Latha 等人的早期研究的量級 2008年），此應變被認為是在土工格室的平均周向應變，而土壤的圍壓會因土工格室包裹而增加。 要設計一個土工格室路堤，路基應模擬一個有限的元。土工格室墊層尺寸的確定，可以使用在前面的章節(jié)中討論的復合模型模擬具有同等的強度和剛度。路堤的壓力效應會給路基的承載能力和下面路基 的相應沉降、毗鄰路基地面的隆起、斜坡的橫向變形。通過對比確定：可以改變土工格室墊層的尺寸和強度達到設計的要求，以獲得所需的允許荷載范圍內(nèi)的變形能力。有限元設計方法的優(yōu)點在于可以得到路堤所承受的應力和變形的完整曲線，這在所描述的其它兩種設計方法是不可能的。 要驗證土工格室軟粘土地基設計的有效性，實驗室通過Krishnaswamy 等（2000）所建立的實物模型，使用有限元分析的模擬和結果進行了比較。該軟地基土路基和土壤的特性有限元分析顯示在，在GEOFEM 項目（Karpurapu 和1993年巴瑟斯特）采用有限元程序，不同的土工格室坡面的橫向變形比較的縱橫比顯示于圖4，寬高比被定義為土工格室高度（h ）與格室的等效直徑（D ）的比例。土工格室包裹是三角形的，等效直徑由等同于三角形面積相當?shù)膱A獲得。在這些模型試驗中，格室的直徑保持恒定為225毫米和土工格室墊層的高度是變化的，以獲得格室的不同高寬比。橫向變形恒定，因為該模型試驗在試驗鋼槽進行，因此堤腳點是受硬質基體包裹體的影響，而堤是可以橫向方向自由移動。這些結果證實該復合有限元模型能夠獲到土工格室很好的加固堤防的變化，可放心用于設計中。 3. 設計實例 在超過6米厚的軟粘性土上，設計建造一個高6米、無需排水的、抗剪強度15千牛/平方米的路堤。堤的橫截面示于圖5. 中，要求抗剪強度20千牛/平方米，設計出適合這種要求的土工格室。 圖5 設計實例中的路基橫斷面 3.1基于滑移線方法的設計 路堤基底寬=66米 土工格室寬度= 66米 - 4米（兩側偏移2米）=62米 土工格室寬度/軟土層的深度=62/6=10.33 根據(jù)應力曲線圖，P /Cu = 12（從詹納1988年和布什1990講解中的圖表中獲?。? 跨剛性端的平均壓力P'=12Cu +1Cu =13Cu 因此，根據(jù)路基承載能力繪出的對稱的半邊路堤斷如圖 圖6 承載力圖設計實例 允許壓力20千牛/平方米對稱路堤的計算如下： 土工格室墊層上的路基的重量負荷（壩頂寬18米，基部寬28米，高4米）=（18 +28）/2×4×19 =1748千牛/米； 土工格室插入路基部分的重量負荷（基寬33m 和高度2 M ）=33×2×19 =1254千牛/米； 允許負載峰值（長18米）= 18×20=360千牛/米。 半邊路堤荷載（包括附加）=總負荷=1748+1254+360=3362千牛/米； 從壓力圖得到承載能力，千牛/米：6×5.71C u +（5.71+12）/2×C U × 5.71+7.5×13C U =304.43CU 為平衡所需要Cu=3362/304.43=11.04千牛/平方米

運用RS 和GIS 技術來分析煤礦采空塌陷區(qū)的分布、擴展規(guī)律, 大大提高了工作效率, 節(jié)省了工程費用。提高可行性研究階段成果的質量, 是高速公路特殊路段工程可行性研究中的一個有效技術手段。 (2) 在運用RS 和GIS 技術中, 必須充分考慮和分析相關的地質資料, 要多技術、多手段綜合分析。 (3) 在具體分析應用過程中, 要選取有典型代表性的自然現(xiàn)象, 充分利用RS 和G RS 技術的優(yōu)勢, 對這些信息進行深入的分析和處理, 這樣才能得到科學準確的結論。 (4) RS 和GIS 技術在高速公路建設中有非常廣闊的應用前景, 雖然目前國內(nèi)在高速公路建設領域的應用還處于初步階段, 但鑒于該方法的科學性、實用性和經(jīng)濟性, 在類似工程中可普遍采用。 參考文獻: [1]　羅玲1對近年來主要科技期刊有關G IS 論文的統(tǒng)計分析[J]1 所以分析得到的塌陷積水區(qū)擴展面積以及線路跨越塌 陷積水區(qū)的長度都比實際塌陷區(qū)數(shù)字小。在塌陷積水區(qū)擴展分析中, 雖然所使用的遙感影像都是9月份圖像, 在時相上具有相似性, 但由于時間跨度大, 年氣象條件差異也大, 所以塌陷積水區(qū)分布和擴展數(shù)據(jù), 都需要根據(jù)這期間實際水文和氣象觀測數(shù)據(jù)來進行校正。在塌陷積水區(qū)遙感分析中, 所使用的遙感圖像分辨率較低, 影響了分析結果的準確性, 在后續(xù)線路詳細設計中, 可以使用現(xiàn)勢性好的高分辨率遙感圖像如IK onOS (1m ) 或航空攝影影像。3　結論 (1) 在高速公路特殊路段的工程可行性研究中, 測繪科學, 2002, 27(2) 1 [2]　羅曉燕1“3S ”結合在地質領域中的應用[J]1鐵路航測, 1997(1) 1 [3]　江東, 王建華, 陳佩佩, 等1RS 、G IS 技術在煤礦地質災害預 測中的應用[J]1遙感信息, 1999, 19(6) 1 [4]　孔金玲1基于G IS 技術的公路選線多方案綜合評價[J]1武漢 測繪科技大學學報, 1999, 24(3) 1 (上接第39頁) 板結構, 提高墊層本身承載力, 并將 上部荷載應力擴散到更大范圍。 (2) 減小地基沉降及不均勻沉降。土工格室加筋墊層整體性增強, 加筋墊層的土Ο梁作用使土體一定深度內(nèi)豎向附加應力有所減小, 使應力在斷面上分布更均勻, 以減小不均勻沉降量, 特別對新老路拓寬段能發(fā)揮有效作用。 (3) 土工格室的施工應保證格室內(nèi)填土的壓實, 為此, 填料最好為粗骨料, 且要有良好的級配, 最大粒徑不超過5cm 。土工格室比較適合于淺薄層軟土地基的加固, 對于深厚層軟土地基(有硬殼層) 當填土較高時, 應適當延長預壓時間, 以減小工后沉降。 (4) 土工格室為近年來新研制的土工復合材料, 土工格室加筋墊層的作用機理、設計方法等有待于進一步深入研究。 參考文獻: [1]　朱湘, 黃曉明, 鄧學均1土工格柵加筋路堤機理分析[J]1公 路交通科技, 2002(1) 1 [2]　歐陽仲春1現(xiàn)代土工加筋技術[M]1北京:人民交通出版社, 19911 [3]　Jewell R A 1S oil Rein forcement W ith G eotextiles [M]1London :CIRI Ο A , 19961 [4]　交通部第一公路勘察設計院1公路軟土地基路堤設計與施工技 術規(guī)范(JT J017Ο96) [S]1北京:人民交通出版社, 19971 [5]　蔡美峰主編1巖石力學與工程[M ]1北京:科學出版社,

山東聯(lián)祥工程材料有限公司，公司位于馳名中外的“五岳之首”——泰安，周邊風景秀麗，環(huán)境優(yōu)雅，西距中國肥桃之鄉(xiāng)30公里，南距文化名城孔府（曲阜）70公里，西距歷史古跡梁山50公里，北距省城濟南國際機場80公里，周邊與濟青、京滬、京福高速公路及104國道相連接，交通十分便利，通訊發(fā)達。
山東聯(lián)祥工程材料有限公司是專業(yè)從事土工合成材料及新型復合材料生產(chǎn)、研發(fā)的高科技民營企業(yè)；是“中國土工合成材料工程協(xié)會”會員單位。公司占地40000平方米，注冊資本5080萬元，年產(chǎn)土工合成材料及新型復合材料4000噸，年銷售收入1.2億元，利稅800萬元?，F(xiàn)有員工300余人，其中具有高中級以上職稱的專業(yè)技術人員30名，擁有德國卡爾邁耶（KARL MALIMO）高速“拉舍爾”經(jīng)編機、瑪里莫（MALIM0）多軸向織機、道尼爾織機，并掌握門澤爾公司涂層技術。
山東聯(lián)祥工程材料有限公司主要產(chǎn)品包括：抗裂貼，防裂貼，貼縫帶，鋼塑土工格柵，玻纖土工格柵，雙向塑料格柵，單向塑料格柵，滌綸土工格柵，PP焊接格柵，聚酯玻纖布，三維植被網(wǎng)，土工布，土工膜，排水板，土工格室，軟式透水管，塑料盲溝，膨潤土防水毯及多種新型復合材料。產(chǎn)品質量已達到國際標準。其產(chǎn)品廣泛應用于航空、航天、軍事、化工、石油；公路、鐵路、機械、水利、電力、水土保持及環(huán)境綠化與基礎設施建設領域，產(chǎn)品受到工程界專家及廣大用戶的一致好評，并受到國內(nèi)外有關專家的認同和贊譽。公司與全國十幾家科研院所及大專院校建立了密切的協(xié)作關系。
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