[发明专利]一种排扣式节点对筋土界面强化效果的计算方法

说明书

本发明公开了一种排扣式节点对筋土界面强化效果的计算方法，其技术方案为：包括：将排扣式节点在拉拔试验中挤压土体，使土体产生滑裂面，最终达到极限平衡状态；基于梅耶霍夫深基础极限承载分析，得到土体在排扣式节点作用下的极限承载能力公式，以获得排扣式节点对筋土界面强化效果的计算结果。本发明以排扣式嵌入土工格栅为研究对象，研究排扣式节点在极限平衡状态下对筋土界面的强化机理，针对梅耶霍夫地基极限分析理论做出了修正，提出一种排扣式节点对筋土界面强化效果的计算方法，从而判断排扣式节点极限承载力。

技术领域

本发明涉及土木工程领域，尤其涉及一种排扣式节点对筋土界面强化效果的计算方法。

背景技术

土工格栅作为一种具有独特网状结构的加筋材料，广泛应用于土木、交通、水利等工程领域。土工格栅在土中的极限拉拔力主要由三个方面组成：格栅纵肋与土之间的界面摩阻力，格栅横肋与土之间的界面摩阻力，以及格栅横肋与土之间的咬合力。

经调查研究发现,传统土工格栅自身材料性能、结构形式的不足是导致加筋土结构失效的主要因素,例如纵横肋条易发生断裂破坏、节点易发生剥离破坏、表面粗糙度不够等。排扣式嵌入土工格栅具有独特的节点形式，其节点呈“工”字形分布，能够加强筋土界面相互作用，从而增强排扣式嵌入土工格栅的极限拉拔力。然而现有研究缺乏排扣式节点对筋土界面强化机理的研究，无法计算排扣式节点对土体的强化效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种排扣式节点对筋土界面强化效果的计算方法，以排扣式嵌入土工格栅为研究对象，研究排扣式节点在极限平衡状态下对筋土界面的强化机理，提出一种针对梅耶霍夫地基极限分析理论的修正公式。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的实施例提供了一种排扣式节点对筋土界面强化效果的计算方法，其特征在于，包括：

将排扣式节点在拉拔试验中挤压土体，使土体产生滑裂面，最终达到极限平衡状态；

基于梅耶霍夫深基础极限承载分析，得到土体在排扣式节点作用下的极限承载能力公式，以获得排扣式节点对筋土界面强化效果的计算结果。

作为进一步的实现方式，土体在拉拔荷载下逐步被挤压，在节点前方形成刚性核；在拉拔荷载作用下，刚性核与节点前缘形成整体沿拉拔方向移动。

作为进一步的实现方式，排扣式节点挤压两侧土体达到破坏时，两侧土体形成破裂面并交于节点侧面。

作为进一步的实现方式，根据梅耶霍夫深基础极限承载分析，得到土体在排扣式节点作用下的极限承载能力公式：

其中，c表示土体粘聚力，N_q、N_c表示梅耶霍夫承载力系数，τ_a表示基础侧面与土之间的摩擦力，D_fm表示滑裂面在节点方向上的作用长度，σ₀表示水平侧向土压力，B表示荷载宽度，λ_q、λ_c表示形状因子。

作为进一步的实现方式，

其中，φ表示土体内摩擦角。

作为进一步的实现方式，滑裂面在节点方向上的作用长度表示为：

作为进一步的实现方式，由于拉拔试验中的上覆土压力和法向压力所引起的水平侧向土压力表示为：

σ₀＝K₀(σ_v+γh)；