土工格栅加筋界面摩擦特性及界面参数的确定

张大勇 刘博 刘红军

(东北林业大学，哈尔滨，150040)(国家林业局调查规划设计院)(五邑大学)

土工格栅是一种高强度聚合物网格产品，其优点是造价低廉、质量轻、高抗拉强度、高抗腐蚀性、整体连续性好、抗微生物侵蚀好、质地柔软且与土能很好的结合、不直接暴露时抗老化性高。土工格栅对土的加固机理在于格栅与土的相互作用，这种相互作用概括地总结为:①格栅表面与土粒的摩擦作用;②土粒对格栅肋的被动阻抗作用;③格栅上的孔眼对土的“锁定”作用［1］。土工格栅与土的界面作用特性直接决定加筋土工程的稳定性，所以格栅与填料的界面特性是关键的技术指标［2］。国内外许多学者利用直剪试验和拉拔试验研究土工合成材料与填料土的界面作用特性［3－5］。研究结果证明，土工合成材料与填料之间界面特性与土的类型、土的级配、土体含水率等许多因素有关［6－10］。

目前，评价土工格栅的加筋效果主要采用试验和理论计算。理论计算常常采用有限元法，在有限单元法的计算中，把筋土界面设为接触面单元，计算参数选取的准确性直接影响到有限单元法计算的精度。接触面元关键确定切向刚度系数，确定切向刚度系数需要5个参数，这五个参数需要用试验方法来确定，因此，本文重点讨论了5个参数的确定方法，旨在为类似加筋土的研究提供依据。

1 理论基础

在土工格栅加固软土地基的处理中，高模量格栅材料的加入使得土和格栅两种材料之间性质相差悬殊，在一定的受力条件下，两者间的接触面上可能会产生错动滑移或者开裂。……