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技術專文

圖二、加勁土壤加勁機制 圖三、加勁土壤主應力情況

面板 不穩定土塊 穩定土塊 t C
ф comp2 B
ф
剪力阻抗 comp1
土壓力 2 A
ф soil
加勁材 1
C comp 0
破壞面 S
σ σ σ σ σ σ
σ 01 σ 11 σ 11
不穩定土塊產生的剪力
σ 03 σ 13 σ 23
0 1 2

圖四、假設加勁材張力分佈曲線
加勁擋土牆穩定分析

R Bs
目前英、美、台灣各國對於設計加
勁擋土結構的基本原則均相同，分
為內部穩定與外部穩定。一般而言
所需之加勁材
張力分佈曲線 各國對於外部穩定的分析方式甚為
z 接近，唯在內部穩定的分析理念上
較有差異。因此接下來主要針對內
H
部穩定的分析原則進行比較。

台北土木技師工會「加勁擋土結
β 構設計及施工手冊 (1998)」
t-H
此手冊所提出的設計理念是以阻止
土楔破壞滑動所需之側向力（以土
壓力係數表示）來設計加勁材的強
度與間距，再以破壞面與牆面的距
分離式，如 圖二指出，不穩定土塊 σ21 比 σ11 增加許多。線 A 是未加
離 (Ls) 加上抵抗加勁材拉出破壞所
所產生額外的剪力，由兩種形式 勁土壤的破壞包絡線，線 B 和線
需要之錨定強度 (Le)，以決定滿足
轉移到加勁材上：摩擦力和黏著力 C 是兩條假設的加勁土壤破壞包絡
內部穩定之加勁材長度。
(adhesion)，當內部剪力轉移，土 線；線 B 表示假設加勁土壤與土壤
塊就不會處在危險的狀態，並且加 的摩擦角相同，則加勁材提供額外 此手冊採用圓弧破壞法決定土楔破
勁土塊所產生的側向土壓力也因為 凝聚力 C comp ，線 C 則表示加勁土 壞臨界面及其上承受之土壓力，且
加勁材而減少。 壤有較高的摩擦角，線 B 和線 C 可 假設阻止土楔滑動之加勁材張力
另一個解釋加勁機制的方法是將 由以下公式表示： 成三角形分佈 圖四而穿過破壞面之
加勁土壤視為 一個複合材料， τ C comp + σ − ⋅ tan∅ comp 1 .............(B) 總加勁材強度 (Σ Treq ) 需大於此土壓
Schlosser 和 Long (1972) 和 Yang τ σ = ⋅ tan∅ comp 2 ........................(C) 力。
和 Singh (1974) 使 用 外 視 凝 聚 力 1 2
γ
∑ T = KH
(apparent cohesion) 概念， 圖三利 對於加勁土壤的破壞機制，Haus- req 2 d
用莫爾庫倫破壞準則來說明。莫爾 mann (1976)、Hausmann 和 Lee 其中
圓 0 表示加勁土壤一開始的情況， (1976) 和 Gray 和 Ohashi (1983) H：擋土牆高
假設元素水平方向加入加勁材，並 發現在低圍壓時，加勁土壤的破壞 γ：土壤單位重
施加應力，當垂直應力增加，莫爾 常發生於土壤與加勁材界面上的滑
K d ：破壞面上側向土壓力係數
圓移至較高的應力狀態；莫爾圓 1 動；在較高的圍壓下，破壞傾向於
表示土壤未加勁時的破壞情況，莫 加勁材料的拉斷。然而，這樣的觀 各層加勁材所需之強度 (Tj) 為
爾圓 2 表示土壤加勁時的破壞情 察結果仍需要依據加勁材及加勁材
S
T = K σ′ vj vj
d
d
況，因為加勁材的作用，垂直應力 和土壤界面的性質。
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