文档介绍：加筋陡坡设计
1、土工格栅与加筋土
加筋土是一种复合体，其中包含有两个不同物质的典型抗力，以减少每一个的弱点。特
别是相对大量的最廉价的抗压缩材料——土，通过结合相对少量的更加昂贵且抗拉伸极大的
材料——土工格栅而使其工程性能提高。因此，在两种材料的抗拉伸和压缩之间产生了一种
sinergy ：这就提高了复合材料的整体性能，正如有了混凝土和钢材一样（图 1）。
图 1 堤坝典型的地基和坡加筋

现在世界范围内已经完成了相应数量的工程，使加筋土的设计和建筑技术得以发展。

2、加筋土基本理论
一个简单的示例就有助于解释加筋土技术所基于的理论（Jewell，1980）。
先看图 2 a）中的土成分，这是无限土的一部分：垂直应力σ v 造成土成分变形及相邻土
侧向挤压造成的相应水平应力σ h 。从水平角度看，土成分要承受拉伸应变ε h ，这是局部破
坏的主要原因之一。
图 2 未加筋和加筋土的应力和应变
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如图 2b 所示，在土中加入加筋成分时，土的变形和加筋件的延伸产生一个垂直应力。
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加筋件的延伸产生一个拉伸力 T，它又依次产生了一个水平应力σ h ，这一应力也对土
微粒有限制作用，又大大地抵抗水平力，减少水平变形。
因此，土中置入土工格栅减小了施加到土上的应力和应变。或者是说，相对于未加筋土，
在相同的变形下，施加到土上的垂直应力σ h 得到提高。
至于抗剪强度，根据图 3 中的非粘性土成分，则有
(τ yx )max = σ y ⋅ tanφmax (1)
其中φmax =土抗剪切强度最大角度；
(τ yx )max =土的最大总剪切强度。
图 3 未加筋成分的剪切强度

当土成分中插入加筋成分与剪切方向交叉成θ 角时（图 4）时，应力状态改变，因为拉
抻力 T 产生一个相切分力 T⋅sinθ 产生的剪切强度，同时法向分力 T⋅cosθ 产生另一个由
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土中的磨擦角度φmax 产生的τ yx （Jewell，1980）。
因此：
（τ yxr ） max =σ yr ⋅ tanφmax + (T / As )⋅ cosθ ⋅ tanφmax + (T / As )sinθ （2）
总抗剪强度=土抗剪强度+T 的法向分力产生的剪切强度+T 的切向分力产生的剪切强度
其中： As =土的面积；
(τ yxr )max =加筋土的最大总剪切强度
因此土成分法向应力的增加为：
σ y = (T / As )⋅cosθ (3)
同时，土可以承受的最大剪切强度增加，加筋土结构的主要优点如下：
○降低总成本：可建造更陡斜坡，减少堤坝所需材料；
○另外，有可能使用更低价值更便宜的材料；
○提高稳定性：加筋后可保证提高安全系数，甚至在地震地区；
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○有可能