局部沉陷条件下土工膜应变计算及加筋层设计

局部沉陷条件下土工膜应变计算及加筋层设计1土工合成材料的允许应变特征值应根据国家现行行业标准《土工合成材料测试规程》SL/T235的规定进行拉伸试验，试验曲线如图1所示，并应按下式计算：（1）式中：εa——土工合成材料允许应变特征值（%）；εr——土工合成材料最大拉力所对应的应变（%）；FR——安全系数，取值不宜小于1.5。图1土工合成材料拉应力-应变关系示意图2土工合成材料短期允许拉力特征值应为土工合成材料允许应变特征值对应的拉力，土工合成材料长期允许拉力特征值应按下式计算：（2）式中：Tl——土工合成材料长期允许拉力特征值（kN/m）；Ta——土工合成材料短期允许拉力特征值（kN/m）；（折减系数过大）RFCR——蠕变折减系数，应按表2-1取值；RFID——施工损伤折减系数，应按表2-2取值；RFCBD——生物或化学降解折减系数，可为1.1~1.2。表2-1蠕变折减系数RFCR材料类型HDPEPVCVLDPELLDPEPPPET取值2.6~3.02.02.02.03.3~3.52.0~2.2表2-2施工损伤折减系数RFID衬垫系统下卧和上覆土层类型施工机械类型（回填和压实）轻型中等重量重型光滑（无石子）1.11.21.3中等光滑1.21.31.4粗糙（含石子）1.31.41.5图2下卧堆体局部沉陷条件下土工膜和加筋层受力及变形示意图1——土拱；2——上覆土；3——下卧土体；4——局部沉陷区域3下卧堆体局部沉陷条件（见图2）作用下土工合成材料设计拉力与拉伸应变之间的关系可按Giroud（1990）公式和浙大简化公式计算：1Giroud（1990）公式：（3-1）式中：T——土工合成材料设计拉力（kN/m）；H——上覆土体的厚度（m）；γs——上覆土体的平均容重（kN/m3）；r——圆形沉陷区域半径（m），宜为0.9m；Ω——与土工合成材料拉伸应变ε对应的无量纲参数，按表3-1线性插值计算。表3-1无量纲参数Ω与拉伸应变关系表拉伸应变ε（%）Ω拉伸应变ε（%）Ω6.000.908.430.786.690.869.000.767.000.849.360.757.540.8210.000.738.000.8010.350.722浙大简化公式如表3-2所示，通过线性插值计算。表3-2设计拉力与拉伸应变关系表拉伸应变ε（%）设计拉力T7T=(-2.376+0.146H)γs8T=(-3.716+0.140H)γs9T=(-2.743+0.095H)γs10T=(-2.771+0.08H)γs4下卧堆体局部沉陷引起土工膜拉伸应变的验算过程为：假定土工膜设计拉力T=Tl，然后按Giroud（1990）公式计算土工膜的拉伸应变ε，应小于其允许应变特征值εa。5对于用于抵抗下卧堆体局部沉陷的土工格栅加筋层，其设计层数的计算过程为：按式（1）确定中间衬垫系统中各种土工合成材料的最小允许应变特征值εa，根据土工格栅拉伸试验曲线确定与εa相对应的短期允许拉力特征值Ta，按式（2）计算土工格栅的长期允许拉力特征值Tl；假定土工格栅拉伸应变ε=εa，然后分别按Giroud（1990）公式