浅谈土工格栅的加筋机理和变形特点

2012-04-16邵桂彬尚奎涛

科技视界 2012年20期

邵桂彬尚奎涛

（德州市公路管理局山东德州 251100）

1 土工格栅研究现状

土工格栅的存在将约束土体的侧向变形，改变土体的受力状态，从而影响加筋堤坝稳定性。对于加筋堤坝和有关地基的沉降计算，有些学者假定地基为弹性的文克尔地基,对于加筋垫层认为是整体连续的复合土体，看成是复合板或层合板，采用弹性地基梁理论或薄板理论进行求解。

文献[2]对若干堤坝下软基土工织物加筋工程进行研究后发现，在工作状态下土工织物的应变都很小，一般在6%以下。文献[3]提出并证明了堤坝下软基土工织物加筋垫层存在着尺寸效应，堤坝底宽度越小，加筋效果越好。文献[4][5]分别介绍了加筋堤坝和油罐地基的沉降计算方法。他们都是假定地基为弹性的文克尔地基。对于加筋垫层都认为是整体连续的复合土体，看成是复合板或层合板，采用弹性地基梁理论或薄板理论进行求解。文献[6]也假定地基为文克尔地基，将土工织物看成是弹性拉力膜，应用弹力膜理论来求解。文献[7]介绍采用一种修正的Do’razio-Duncan（DD）方法来计算加筋油罐地基，他忽略加筋垫层的变形，上部荷载通过垫层将产生应力扩散，按扩散后的荷载作为外荷载进行沉降计算。文献[8]从土工织物约束土体水平位移这一点出发，用一种最为简单也最粗糙的估算方法，即还是用以往的分层总和法计算，但这个结果不需要乘以一般地基中的综合修正系数Ms，就作为加筋堤坝的沉降量。文献[9]介绍了一种水平加筋地基的沉降计算方法，假定地基的弹性模量Ez是随深度变化的，采用胡克定律求应变，然后用图解积分的方法得到沉降，计算中把织物上下加固范围的土体指标Ez、U由大三轴试验确定，此范围以外仍用原指标。按照该方法计算土工织物有一定埋深的算例，单层加筋可减少最终沉降的5%，这个方法没有考虑加筋引起地基附加应力的变化。当土工织物有一定埋深时按照文献[1][7]中的方法考虑加筋引起的应力扩散作用，然后按照扩散后的荷载计算附加应力。但是，土工织物埋在地表附近时，这种方法就无法计算加筋对沉降的影响。

土工织物垫层对堤坝沉降的影响，目前有两种观点[8]，一种认为加筋对地基的沉降无效，或不明显；另一种看法认为加筋能有效减少地基沉降量。两种意见都有实测数据或有限元计算结果支持，目前的公路规范也说明：“尽管有工程证实，土工合成材料对路堤的沉降特别是不均匀沉降有一定的减小或调节作用，但这一作用的效果有待进一步认识。”文献[10]通过多项工程的实测的数据对比发现，堤底宽度小的工程，地基沉降量都有减小，而堤底宽度大的工程沉降量却无甚减小，可见，加筋的宽度对沉降量的减小有一定的影响。即，加筋效果存在着尺寸效应。该文分析认为，这是由于实际工程中，由于使用要求对沉降有所控制，不可能出现非常大的沉降，因此堤底宽度较大时，土工织物的应变较小，同时堤底宽度加大，荷载扩散效果变小，土工织物的加筋效果也就小些。

文献[11]指出土工格栅加筋碎石土的加筋效果，与复合体受力变形条件有关。加筋可以有效改善碎石土的强度及变形特性，不同的围压，不同的轴向应变条件，加筋的效果有所不同。在一定的条件下，土工格栅的加筋层间距越小，加筋效果越好。文献[12]通过有限元方法对比提出，加筋对控制软土地基沉降的作用机理相当复杂，筋材与垫层的共同作用，构成具有一定刚度的复合材料，可减少地基的不均沉降。筋材的抗拉作用，可限制地基的侧向变形，改善地基内的应力状态，从而减小地基的侧向变形，改善地基内的应力状态，从而减小地基的剪切变形。

河北工业大学的研究指出，对于加筋土，应用有限元法可以有效地分析土与加筋材料间的相互作用及加筋材料本身的应力应变关系。土工格栅由于其多孔的结构特点，使得其特性不同于其它片状加筋材料，土工格栅纵向肋的拉伸特性和横向肋的抗挠刚度这些因素是土工格栅结构中影响荷载分布的主要因素。在有限元法的基础上利用弹簧单元模型来分析能确切模拟土工格栅与土之间的相互作用，确切反映纵向肋的拉伸特性和横向肋的抗挠刚度的影响，并能显示材料的受力和变形特性。但是这种方法在实际应用中使用不多。

东南大学交通学院通过理论和实测对格栅加筋地基的沉降和承载力进行了分析。他们对格栅加筋的沉降分析采用有限元分析方法，结果表明格栅采用2-3层较为合理，施工时应采用包裹型。沉降分析表明，格栅加筋地基可以减少沉降约35%，减少不均匀沉降63%。同时，格栅加筋可以迅速形成施工平台。同时可以明显提高路基的承载力。

格栅通过土与格栅界面的应力传递来改变土体中的应力分布，所以对加筋选用的土质应有严格的规定(加筋土的内摩擦角越大越好，并严格限制土中细颗粒的含量)。这种土——梁作用使土体中一定深度内的竖向附加应力有所减小，使应力在断面上分布更均匀，这样不但减少了路堤中线的沉降，还调节了路堤底面的不均匀沉降。格栅的存在，也在一定深度内极大地限制了土体的侧向位移，使地基的稳定性提高，同时也减少了竖向变形。通过分析计算，可得出格栅处理软土地基的有效深度为4-6m，适合浅层处理软基，所以如果将格栅与其它处理软基的方法结合起来使用，会达到理想的加固效果。加在路堤中部的格栅，虽然对路堤本身的强度和稳定性有贡献，但对路堤下的软基的受力和形变，并没有很明显的效果。

土工织物对沉降的影响除了与工程尺寸有关外，还与织物本身的强度特性、加筋的层数和高度、地基土体的性质、软土层的厚度、填土高度等因素有关。加筋的层数和高度对沉降的影响性尚未见详细讨论。对加筋堤坝沉降计算方法研究的较少，尚无成熟的计算方法。

土工织物加固技术存在的问题有：

1.1 理论计算方法

当前，有限元方法已经普遍用于加筋结构的研究分析之中。有限元分析方法的关键是合理模拟加筋的作用，或者说选用合适的本构模型。目前加筋结构的有限元方法大致可分为两类：一类是将土工织物与土体分开计算，分别划分单元层计算，用界面单元将土工织物单元和土单元联系起来。这种分析方法称为分离式分析方法。这种方法的困难在于界面性质难以模拟，而且,当加筋层数很多时，这种方法会由于过于复杂不便应用。另一中方法是复合材料法，即将土工织物与周围一定范围土体看成是宏观匀质材料，土与筋材间相互作用表现为内力，不需考虑。该种方法的困难在于复合材料是各向异性的，受拉和受压性质不同。并且由于尺寸效应,较大尺寸加筋土复合地基的计算参数无法用内试验确定。将加筋土中筋材的作用当成一个附加周围压力即等效围压理论。加筋相当于对土体施加围压，围压的大小，取决于筋土的协调变形情况。筋材的作用到底等效多大围压，是一个模糊的问题。

1.2 土工格栅的作用效果问题。土工格栅加筋路堤工程中，除了增加路堤边坡的稳定，提高填筑速度外，能否减少路基沉降。路基沉降减少量与什么因素有关；格栅的间距与加固效果的关系；加固层数与沉降量的关系等问题，目前还没有解决。所以在实践中有一定的盲目性，造成一定的浪费或达不到预期的目的。

2 加筋原理

我国东南沿海地区广泛分布着压缩性高，强度底的软粘土，在这样的地基上建造工程结构物，要增加很大投资。对于公路、铁路、河海堤防等构筑物下的软土地基，以往处理方法通常是采用砂井预压，或在堤坝两侧设置反压层。虽然这些方法是有效的，但是其缺点也是很明显。例如，砂井预压法，填土施工必须与地基固结过程相适应，这就需要较长的施工历时，而预压法的土方量很大，相应的造价也较高。随着土工合成材料在工程中的应用，堤坝下软基采用采用土工织物加筋处理已经有成功的先例。他对提高软基的极限填土高度，增加地基稳定性，减少地基沉降量有着显著的作用。然而也有不成功的例子，例如，秦山核电厂海堤，软土厚度15－30m，堤高9米，堤底宽73.3米，织物层数1-2层。工程实践结果，加筋后对减少沉降没有作用。可见土工织物的加筋效果与设计施工技术有很大的关系。要设计施工得当，就必须了解土工织物的加筋机理。附表1若干加筋工程关于减少沉降的评价。

表1 不同工程对比

2.1 加筋原理的研究现状

加筋土强度的提高或者说加筋土体自主稳定性的增加，其基本原理存在筋-土之间的摩擦联结之中。这些基本原理一般可归纳为两种解释：（1）摩擦加筋原理；（2）准粘聚原理。

2.1.1 摩擦加筋原理

摩擦加筋原理也称为锚固理论。将加筋土视为锚固系统，墙体破坏会产生主动区与稳定区，主动区的水平推力被稳定区筋土之间的摩阻力所平衡，整个土体的稳定性得以保证。摩擦加筋原理由于概念明确、简单，因此在高模量（如金属带加筋）加筋土的实际工程中得到广泛的应用。

2.1.2 准粘聚力原理

准粘聚力原理又称为复合材料理论，填土与加筋结合为各向异性的复合材料。将加筋砂圆柱土样与未加筋砂圆柱土样进行三轴对比试验可发现，如果未加筋砂土样在σ1及σ2作用下达到极限平衡，那么，在同样条件的外力作用下，加紧土处于弹性平衡状态，这说明加筋土样的强度提高了。对比三轴试验强度包线，两种土样强度包线基本平行,即内摩擦角相同，而粘聚力相差с。复合土体中筋材的作用相当于给土体增加了粘聚力。该粘聚力不是砂土原有的，而是加筋的结果。

2.2 土工织物的加筋机理和等效围压的概念

土体都有一定的抗压和抗剪强度，而抗剪强度很低，在土体中加入抗拉强度或拉伸模量远大于土体的土工织物后，可以不同程度的改善土体的强度和变形特性，提高土体的抗剪强度和整体性，这就是加筋的概念。

目前，许多文献都采用等效围压的概念来解释加筋的作用和机理。这个概念最早是Yang在三轴试验中分析加筋土的强度时得到的，认为加筋的作用相当于外力对土体产生一个围压的作用，这个围压就是 “等效围压”，计为Δσ3。

将加筋土与未加筋土进行三轴对比试验可发现，如果未加筋土样在σ1及σ3作用下达到极限平衡，那么加筋土在同样的σ1与σ3作用下则处于弹性平衡状态，说明加筋土样的强度提高了。

将加筋土的强度包线与未加筋土的强度包线对比可以发现，两者φ值基本一致，而加筋土复合体的粘聚力c值有所增加。增加值为ΔC。根据库仑—摩尔破坏准则，加筋土复合体在极限平衡状态下的数学表达式为：

σ1f——加筋土试样破坏时的大主应力；

σ3——加筋土的小主应力；

ψ——内摩擦角；

c——土样的粘聚力；

Δc——土样的粘聚力增加值；

在三轴试验中，如果未加筋土和加筋土都达到极限破坏状态对应的大主应力均为σ1f，则加筋土对应的小主应力为σ3，未加筋土对应的小主应力必大于加筋土的小主应力,其值为σ3+Δσ3，差值为Δσ3。加筋土中筋材的作用相当于给土体增加了小主应力Δσ3。且增加的小主应力与增加的粘聚力关系如下：

未加筋土的极限平衡数学表达式为：

符号同上

比较式（2-1）与式（2-2），有

2.3 等效围压法在有限元方法中的应用

用有限元法计算加固区和下卧层附加应力场分布规律需要建立加筋土的本构模型。加筋土的应力变形计算有两种常用的方法：一种是分离式分析法，一般采用土工织物单元+界面单元+土体单元模型进行计算。这种方法的困难在于界面性质难以模拟，而且当加筋层数很多时，这种方法会由于过于复杂不便应用。另一中方法是复合材料法，即将土工织物与周围一定范围土体看成是宏观匀质材料，土与筋材间相互作用表现为内力，不需考虑。该种方法的困难在于复合材料是各向异性的，受拉和受压性质不同。并且由于尺寸效应,较大尺寸加筋土复合地基的计算参数无法用内试验确定。

加筋复合土体的宏观力学特性可以用加筋土体的三轴试验进行分析。Yang(1972)引入“等效周围压力”的概念，三轴试验中筋的作用当成一个附加围压。加筋土试验的内磨擦角φ与未加筋土的内磨擦角几乎相同，只是增加了粘聚力ΔC。三轴试验中试样破坏时附加围压Δσ3f与粘聚力增量Δc的关系为

当筋材为水平布置时，有

式中ΔH为布筋间距；Rf为试样破坏时筋材单位宽度所受的力。当三轴破坏为筋材拉断破坏时，Rf即为筋材的的拉断强度Rt，如果破坏是由于土体过度变形引起的，Rf就是试样破坏时筋的应变与其模量之积。由（2-4）（2-5）可知

上述概念是针对加筋土的极限平衡状态，通常用于解释加筋土的强度机理。将这一概念加以引伸，在加筋土的应力关系中考虑筋材所等效的附加应力。

等效附加应力法的基本思路是把加筋土中筋的作用等效成附加应力沿筋的方向加在土骨架上，取加筋土中的土体进行计算。这样，有限元计算中只出现土单元，筋的作用仅当成外力作用在土单元上，模拟筋材的单元并不出现，计算简单，工作量少。

有限元网格划分的土单元中只包含有限层筋，例如土单元中只包含一层筋，筋材的应变为εg。筋的拉力T可以通过拉伸试验曲线

求得，于是筋所等效的附加应力

其中ΔΗ为土单元垂直于布筋方向上的边长。在有限元计算中可以这样考虑，筋所等效附加应力作为线性荷载加在单元的边界上。此时采用增量法计算比较方便。加在单元边界上的线性荷载或者说是等效附加应力，可以用采上一级荷载作用下筋材应变所对应的筋材拉力Τ=F（εg），等效附加力为 Δбr=T/ΔH=F（εg）/ΔH。此法的关键在于正确确定筋带的变形量。

2.4 土工格栅拉伸试验

每一种材料的主要性能指标是根据其在应用中所起的主要作用来确定的。土工格栅作为一种新型的建筑材料也不例外。在土木工程中主要利用格栅较高的拉伸强度和较低的延伸率，及其在土体中有较大的表面摩擦阻力等特性，进行加筋强化作用。对土工格栅的测试主要有三方面的指标：

1）土工格栅的物理性能指标，包括单位面积质量（g/m2），格栅基本尺寸，格栅温度收缩系数。

2）力学特性指标，包括拉伸强度，伸长率，应力-应变曲线，蠕变特性。

3）土工格栅与周围土体的摩擦特性。

土工格栅的拉伸强度是指单位宽度的土工格栅在外力作用下拉伸时所能承受的最大拉力，另外，由于土工格栅在实际应用过程中是在一定的应变下承受外力的，因此，从工程设计考虑会更多地利用到一定应变下的应力。这就需要参考格栅的应力-应变曲线，这些力学特性指标可以通过条带拉伸试验获得。试验方法参见JTJ/T 060-98《公路土工合成材料试验规程》第8部分（条带拉伸试验）。

由于试验条件的限制，采用小三轴仪拉伸土工格栅，得到的拉力（kN/m）和应变数据及据此拟合的函数曲线表2和图 2－1。

图2－1 土工格栅应力-应变函数拟合曲线

土工格栅应力-应变曲线可以拟合为幂函数

T——拉伸强力（kN/m）

ε——应变（%）

表2 土工格栅小三轴拉伸试验数据表

2.5 土工格栅拉应变的计算方法

采用等效附加应力法分析加筋土时，关键在于求出施加荷载后土工格栅的应变。筋材εg的应变由包含筋材的土单元的应变求得

其中，a为应变比例系数；εr为土单元沿筋方向的应变，a反映筋、土变形的协调情况，a=1表明筋土同步变形，a≠1表明变形不协调，两者发生相对位移。目前，大多认为筋土界面结合较好，忽略筋—土之间的相对位移，取a=1，不会引起太大误差。即土工格栅的应变由土单元的应变代替。该方法有待于实验的检验。

3 粉沙土及其加筋土大三轴试验及结果分析

加筋作用是土工合成材料的主要功能之一，特别是在软基上建造堤坝工程，在地表附近加入一层或多层土工合成材料来加固软基，此时它的主要功能即为加筋功能。土的“加筋”概念由来已久，目前随着高分子化学以及岩土工程技术的发展，土工合成材料已经大量应用在公路路堤、土坝和挡土墙等加筋工程中。本章将主要针对土工格栅加筋土的应力——应变关系问题进行研究。

3.1 大三轴剪切试验

3.1.1 等效围压的概念及其应用

yang（1972）引入“等效围压”的概念，把三轴试验中筋的作用当成一个附加围压。试验表明加筋土试验的内摩擦角φ与未加筋土的内摩擦角几乎相同，只是增加了粘聚力c。三轴试验中试样破坏时附加围压Δσ3f与粘聚力增量Δc的关系为

当筋材水平布置时，有

式中，Δh为布筋间距；Rf为试样破坏时筋材单位宽度所受的力。由（3-1）、（3-2）

可知

上述概念主要针对加筋土的极限平衡状态，通常用于解释加筋土的强度机理。将这一概念加以引伸，在加筋土的应力应变关系中考虑筋材所能等效的附加应力，取加筋土中的土体进行计算。具体讲，就是在数值方法中，只出现土单元，筋材的作用仅当成外力（等效附加应力）加在土单元上，不再考虑筋材的存在。

3.1.2 试验目的，试验设备、材料和制备方法

土工格栅加筋土中格栅的作用可以等效为一个侧向围压Δбr，该问题的理论推导，前人已经完成。等效围压法能否合理反映加筋土中筋材的作用，取决于能否正确的确定等效围压值。为了探求等效围压确定方法，本次试验进行了素土与加筋土大三轴对比试验，即给素土施加了筋土同步变形的等效围压值，检验施加了等效围压的素土与加筋土在应力应变关系方面能否等效。如果它们在强度及变形方面能够一致或基本一致，说明筋土同步变形的假定符合实际，等效围压的方法可行，用于数值计算是可靠的。

试验在应变控制式大型三轴仪（标准大型三轴仪型号为YS——30）上进行的。试样直径D=300mm，高度H=600mm，剪切速率控制为2mm/min。试验用土为山东滨州黄河三角洲黄河冲积粉沙土，试验用土的物理力学特性见表3。

表3 试验土样的物理力学指标

拉筋为土工格栅，其应力应变关系曲线已在第二章中说明，在此不再赘述。试样中加筋的层数n=2，其布置方法见图3－1。沿着试样高度方向均匀布筋，可以使试样各个部分受土工格栅的影响均等，在轴向荷载的作用下，直至试样达到剪切破坏。

图3-1 格栅布置示意图

3.1.3 试验方案与步骤

土工格栅加筋土中格栅的作用相当于给土体增加了侧向围压Δσ3，Δσ3是土工格栅由于土体变形而被动拉长的张力反作用于土体。Δσ3=R/ΔH，R是筋材试样单位宽度所受的力。（当筋材发生拉断破坏时，R即筋材的拉断强度，当筋材产生过大变形时，R即试样破坏时筋中应变与其模量之积。）试验内容及布骤如下：

1）做土工格栅拉伸试验，并拟合拉力与应变关系曲线。拉力与应变关系曲线为T（kN/m）=11.57ε0.7381。其中，ε以百分数记，例如，应变为2%，则将ε=2代如上式。

2）做加筋土试验，分别在 100kPa，200kPa，300kPa，400kPa围压下作加筋土大三轴试验。

3）做素土大三轴试验，将步骤2）中每级围压下对应的Δσ3，加到相应的围压值上做大三轴试验。

3.1.4 等效围压值Δσ3的确定方法

由式 Δσ3=T/ΔH确定需施加的等效围压值，其中T为土工格栅的拉力，ΔH为土工格栅的间距。在本次试验中，由于在试样的高度方向布有两层筋，所以 T=2*11.57ε0.7381，ε为在相应围压下素土大三轴试验横轴向应变。以围压100kPa为例，假设在100kPa围压下，素土的横向应变为0.4%，则T=2*11.57*0.40.7381=11.76kN。相应的等效围压值为：

3.2 大三轴剪切试验分析

3.2.1 加筋土与粉砂素土强度对比分析

图3－2 加筋土应力—应变关系曲线

图3－3 施加等效围压后粉砂素土的应力—应变关系曲线

对比图3－2与图3－3可以看出，两图对应曲线的规律基本一致，应力-应变关系呈双曲线规律，说明对于土工织物复合土体采用等效围压理论是可行的。由试验得到加筋前后强度指标为，素土的粘聚力C=49.66kPa，摩擦角Φ=30.70°，加筋土的粘聚力C=71.65kPa，摩擦角Φ=32.11°。加筋土的粘聚力比素土的粘聚力有大幅度的提高，ΔC=22kPa；而加筋土的摩擦角却比素土的相应值仅提高ΔΦ=1.4°。从强度指标变化情况看，粉砂土加筋后，粘聚力有较大的提高，而摩擦角基本不变。由此说明，复合土体可有效提高粘聚力，增加路堤稳定性。

土工格栅与土相互作用比较复杂，至今尚处于研究之中。目前，加筋结构的数值方法，大致可分为两类：一类是将土工织物和土体分开计算，分别划分单元，用界面单元将土工织物单元与土体单元联系起来。这种分析方法称之为分离式分析方法；另一类是将土工织物和附近土体作为一种复合材料，即采用复合土体单元+土体单元计算，可称之为复合材料分析法。分离式的分析方法概念清楚，但是，它最大的困难在于土与筋材界面的性质难以模拟，土与加筋材料之间的相互作用机理还有待于进一步研究。当加筋层数很多时，这种方法将会很复杂，不便于应用，也影响了精度。复合材料分析法，由于加筋土体是各向异性的，又不是匀质材料，存在明显的尺寸效应。

图3-4 素土的强度包线

图3-5 加筋土的强度包线

表4 素土的邓肯参数

表5 加筋土的邓肯参数

所以将室内试验的应力应变关系用于实际工程计算中，效果不理想。加筋的作用相当于提供一个等效围压的作用，将等效围压作为外力施加于土体，而后就不考虑土工织物的存在。并用原土体的模型和参数计算，这个计算方法比较简便。

3.2.2 等效围压大三轴试验成果及其分析

如前所述，加筋复合土体中，筋材的作用可以认为在土体上施加了一个等效围压Δσ3。一般来说，复合土体单元达到极限破坏状态时，可能有以下几种破坏类型：（1）筋材发生断裂，复合土体立即达到破坏状态，称之为断裂性破坏；（2）筋材与土体完全相互错动或者说筋材从土体中拔出，不能与土体相互协调变形，并且土体达到极限状态，称之为摩擦型破坏；（3）筋材未发生断裂，也未与土体发生错动即还能与土体协调变形，但是土体本身变形过大超过容许变形，或者说土体达到了受力极限，变形急剧增大，即其中的土体已发生破坏使得复合体的功能失效，称之为变形过大型破坏。复合土体究竟发生那一种类型的破坏，与土体、筋材本身的力学性能和相互结合的情况以及所受的外力有关。由于复合土体为各向异性体，因此还与复合土体的形状和尺寸有关，对于不同的加筋复合体应作具体的分析。试验结束后，发现筋没有被拔出或拉断，复合土体的破坏应属于第三种破坏类型。在大三轴试验中先假定筋土同步变形，认为格栅的应变等于试样的侧向变形。

等效为围压的概念与方法是理论的结果，为了验证理论的可靠性以及在应用中存在的问题，本课题作了大三轴对比试验。第一步，做加筋土试验，分别在 100kPa，200kPa，300kPa，400kPa围压下作加筋土大三轴试验。提取了应力应变关系曲线，如图 3-1。第二步，确定 Δσ3。Δσ3=T/ΔH，T为土工格栅的拉力，ΔH为土工格栅的间距。在本次试验中，由于在试样的高度方向布有两层筋，所以T=2*11.57ε0.7381，该式为土工格栅拉伸试验拉力与应变关系曲线拟合代数式。ΔH为整个试样的高度。在大三轴试验中先假定筋土同步变形，认为格栅的应变等于试样的侧向变形。ε为在相应围压下素土大三轴试验横轴向应变。以围压100kPa为例，假设在100kPa围压下，素土的横轴相应变为0.4%，则T=2*11.57*0.40.7381=11.76kN。经计算相应的等效围压 Δσ3=11.76/0.6=19.6kPa。 100kPa，200kPa，300kPa，400kPa 复合土体大三轴试验对应的等效围压分别为135kPa，132kPa，129kPa，126kPa。第三步，做素土大三轴试验，将每级围压下对应的Δσ3，加到相应的围压值上做素土的大三轴试验。提取了应力-应变关系曲线，如图3-2。将试验结果加以整理，得到四组对比图，它们分别是，图3－6——3－9所示围压为300kPa、400kPa、200kPa、100kPa 加筋土与施加等效围压后素土应力-应变特性曲线比较图。对比表明，图3-6与图3-7中，两条曲线吻合较好，即在围压 300kPa，400kPa的条件下，筋土与施加等效围压的素土应力-应变关系吻合较好。而图3-8与图3-9中，两条曲线相差较大，即在100kPa，200kPa围压的条件下，筋土与施加等效围压的素土应力-应变关系曲线吻合不好。由此说明，围压越大，等效围压法与筋土的应力-应变关系吻合越好，围压越小，等效围压法与筋土的应力-应变关系差别越大。分析认为，在较高围压下，土工格栅与砂土能紧密结合，筋土变形基本同步,采用筋土同步变形的等效围压值能较好地模拟加筋土的本构关系。而在较低围压下，格栅与土体接触不够紧密，格栅的变形小于土体的变形，筋土变形不能同步，因此采用等效围压公式计算的围压值偏大。