加筋膨胀土路堤稳定性数值模拟研究

韦秉旭

(长沙理工大学交通运输工程学院，湖南长沙410004)

利用土工格栅加筋膨胀土封闭、包盖中、弱膨胀土技术修筑路堤的试验和利用土工格栅加筋柔性支护技术处治膨胀土挖方边坡的试验均已取得成功［1］。但是，由于膨胀土遇水物理力学性能的特殊性和土与筋材相互作用的复杂性，加筋膨胀土边坡的稳定性计算方法和设计方法目前尚处于探索阶段［2-3］，这严重地影响了两项新技术的推广应用。

膨胀土具有强烈的水敏性，一旦所处环境促使它的含水率发生较大变化，膨胀土的各种复杂特性也就随之显现出来。膨胀土的干湿循环导致了土体的胀缩变形和裂隙的出现，裂隙破坏了土的完整性并促使水分的扩散，从而大大降低了土体的抗剪强度，影响了边坡的稳定性。吸湿导致土体产生软化效应，促使边坡产生渐进性破坏。在大气影响深度范围内膨胀土受含水率的影响尤其剧烈，并最终导致膨胀土边坡大部分呈现浅层失稳。

由于筋材与土的相互作用，加筋边坡一定范围内的应力状态发生改变，并影响到作用范围内与边坡稳定性相关的土体的刚度、强度、变形分布和破坏模式。因此，正确模拟格栅与土的界面特性，分析加筋边坡的应力状态，是探讨加筋膨胀土边坡稳定性研究的一个重要途径。

通过广泛分析国内外的研究现状，徐晗，等［4］提出如下3个主要方面与加筋膨胀土边坡的稳定性计算直接相关:①吸湿引起的膨胀力和膨胀变形分析及其对边坡稳定性的影响［5］;②膨胀土的软化效应及其导致的渐进性破坏的模拟［6］;③土工格栅及其与填土相互作用的模拟［7-8］。……