作為天然的地質(zhì)材料，土具有很低或者幾乎沒(méi)有抗拉強度，適當加入土工格柵可以提高強度。

      因此為了提高土體承受側向荷載的能力，如同在混凝土中置入一定數量的鋼筋形成鋼筋混凝土、從而提高了這種復合材料的抗拉性能一樣，在土體內適當地加入或鋪設一定數量的具有較好抗拉性能的加筋材料，形成加筋土工結構(Reinforced Earth Slxuctures)，依靠筋材與土體之間的摩擦和嵌鎖咬合作用，可以傳遞拉應力并分擔土體的應力，增加土體的變形模量，在一定程度上改善土體的強度和變形特性，達到加固土工構筑物與地基的目的。

      這種加筋材料一般以高分子聚合物等人工合成材料或鋼筋為主，在巖土工程中統稱(chēng)為土工合成材料主要抵抗拉力及其變形。

      土工合成材料可以分別用于加強土坡、加固軟土地基，在支擋結構施工中鋪設一定數量的士工合成材料形成土工加筋擋土墻，然而隨著(zhù)大量和大規模的工程建設，所面臨的土質(zhì)條件與地質(zhì)條件的復雜程度不斷加大，對軟基工程、滑坡工程和防護工程及其治理工程的實(shí)際需求越來(lái)越迫切，由于在施工效率、工程安全性和經(jīng)濟性等方面比其他技術(shù)措施往往表現出更好的特性及適用性，土工合成材料技術(shù)及土工加筋技術(shù)在軟基加固工程、堤防工程、高速公路工程、鐵道工程等大量的工程實(shí)踐中得到日益廣泛的應用，無(wú)論在數量上還是規模上都是的。

      盡管如此，目前關(guān)于土工加筋結構的工作機理尚未得到清楚的認識，設計理論與方法還遠遠落后于工程實(shí)踐，缺乏嚴密的分析理論與計算方法。另外，作為高分子聚合物的合成材料，各種土工合成材料在一定的環(huán)境溫度條件下和在拉力的長(cháng)期作用下往往表現出比較明顯的蠕變特性粘性效應。

      然而考慮加筋材料的蠕變特性，土工加筋結構的長(cháng)期變形特性及其工作機理更缺乏系統而深入的探討。為此，本文分別以土工格柵這種土工合成材料和格柵加筋擋土墻這種土工加筋結構作為研究對象，通過(guò)實(shí)驗室內的蠕變試驗探討了土工格柵的蠕變特性及其非線(xiàn)性粘彈性本構模型，同時(shí)考慮格柵的蠕變特性和填土的流變特性及土與格柵之間的相互作用效應，通過(guò)有限元數值分析與計算探討了土工格柵加筋擋土墻的長(cháng)期工作性能及其各種影響因素，為加筋擋土墻長(cháng)期工作性能評價(jià)與工程設計提供了重要參考依據。

      基于限分析上限定理，針對土工格柵均布加筋邊坡建立了穩定性分析的上限解法，由此確定了格柵加筋邊坡臨界高度及穩定數的上限，并與無(wú)加筋條件下邊坡的計算結果進(jìn)行了對比分析，進(jìn)而基于變動(dòng)參數對比計算探討了格柵加筋邊坡坡角、頂面傾角、土的內摩擦角及格柵抗拉強度對加筋土坡穩定性的影響。

      在此基礎上，進(jìn)一步地采用等效粘結力考慮由于筋材加筋而引起的土體局部強度的增強有限元數值分析方法與計算程序系統。

      針對Denver粘性土試驗加筋擋土墻，通過(guò)試驗所提供的實(shí)驗數據合理地確定和標定了計算模型中的有關(guān)參數，進(jìn)而通過(guò)數值分析與實(shí)測結果的對比驗證了所建立的分析方法的合理性與可靠性。

      繼而針對某一給定的土工格柵加筋擋土墻結構模型，利用所發(fā)展的平面應變有限元數值分析方法與計算程序進(jìn)行了變動(dòng)參數比較研究，由此探討了填筑過(guò)程、加筋長(cháng)度和間距、模型參數等各種因素對格柵加筋擋土墻結構長(cháng)期變形與承載特性等長(cháng)期工作性能的影響。

      數值計算與分析表明：填筑過(guò)程對格柵加筋擋土墻的面板水平位移、格柵拉力與應變和地基水平位移與垂直沉降影響較大，加筋改變了墻后填土應力分布模式，格柵加筋擋土墻面板位移與格柵拉力及應變在經(jīng)歷一段時(shí)間后將達到某一穩定狀態(tài)。

      這些結果與結論對于加筋擋土墻長(cháng)期性能評價(jià)與工程設計提供了重要的參考依據。