Engineering Application and Compressive Performance of Weathering‑resistant Large‑volume Soilbags

WANG Zongjian; ZHOU Zheng; ZENG Yan; NAOKI TATTA

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20240604001

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Engineering Application and Compressive Performance of Weathering‑resistant Large‑volume Soilbags

更新时间：2025-12-12

- Engineering Application and Compressive Performance of Weathering‑resistant Large‑volume Soilbags
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 45, Issue 5, Pages: 1250-1261(2025)
- 作者机构：
  
  1.重庆交通大学河海学院，重庆 400074
  2.重庆大学土木工程学院，重庆 400044
  3.万州区水利局，重庆 404100
  4.国立富山大学大学院理工学研究部（都市デザイン学），富山市五福 3190
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20240604001
  CLC： TU472
- Received：04 June 2024，
  
  Revised：2024-07-15，
  
  Published：28 October 2025
- 稿件说明：
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王宗建,周政,曾言等.抗风化大体积土工袋工程应用与抗压性能研究[J].防灾减灾工程学报,2025,45(05):1250-1261.

WANG Zongjian,ZHOU Zheng,ZENG Yan,et al.Engineering Application and Compressive Performance of Weathering‑resistant Large‑volume Soilbags[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2025,45(05):1250-1261.
王宗建,周政,曾言等.抗风化大体积土工袋工程应用与抗压性能研究[J].防灾减灾工程学报,2025,45(05):1250-1261. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20240604001.

WANG Zongjian,ZHOU Zheng,ZENG Yan,et al.Engineering Application and Compressive Performance of Weathering‑resistant Large‑volume Soilbags[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2025,45(05):1250-1261. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20240604001.

摘要

抗风化大体积土工袋在抢险防灾减灾工程中有着广泛应用，但目前对其性能要求和工程使用规范尚不明确。通过总结国内外结合工程实践，阐述了关于该工法的多项基本性能要求指标，并发现对大体积土工袋在性能上起控制性的指标是下部土工袋在上部土工袋的自重作用下的抗压性能。对土工袋进行三种不同密实度土体的等应变压缩试验，研究其抗压性能。然后以增量广义胡克定律为基础，考虑土工袋侧向非线性变形条件，得到其大体积土工袋的极限抗压强度理论公式和袋体内部土体的剪胀方程，该方程可用于计算土工袋的破坏荷载和沉降。研究结果表明：①对大体积土工袋破坏起控制因素的是袋体中部筋材的抗拉强度；②通过抗压试验结果与理论值对比，表明极限抗压强度理论公式与试验结果基本一致，成果可以为实际工程提供参考；③提出了土工袋鼓胀度系数m，可反应土工袋侧边的鼓胀程度，对确定大体积土工袋侧胀的工程指标具有一定指导意义；④经过土工袋加固后土体的剪胀性更加明显，其抗剪强度也更高。

Abstract

Weathering-resistant large-volume soilbags are widely used in disaster prevention and mitigation engineering. However

their performance requirements and engineering application standards remain unclear. By summarizing domestic and international engineering practices

multiple fundamental performance requirement indicators for this construction method were presented. It was found that the key controlling indicator for large-volume soilbag performance was the compressive property of the lower soilbags under the self-weight of upper bags. Compression tests at equal strain were conducted on soilbags filled with soil of three different compaction levels to explore their compressive performance. Furthermore

based on the incremental generalized Hooke's law and considering the lateral nonlinear deformation of soilbags

a theoretical formula for the ultimate compressive strength of large-volume soilbags and a dilatancy equation for the soil inside the bags were derived. These equations could be used to calculate the failure load and settlement of the soilbags. The results showed that: (1) the controlling factor for the failure of large-volume soilbags was the tensile strength of the reinforcement materials in the mid-section of the bags. (2) Comparison between compression test results and theoretical values demonstrated that the theoretical formula for ultimate compressive strength was basically consistent with the experimental results

and these findings could serve as a reference for practical engineering. (3) A bulging degree coefficient m for soilbags was proposed

which could reflect the degree of lateral bulging of the soilbags and provide guidance for determining engineering indicators of lateral bulging of large-volume soilbags. (4) The soil after soilbag reinforcement exhibited more pronounced dilatancy and increased shear strength.

关键词

Keywords

references

刘斯宏，松冈元 . 土工袋加固地基新技术［J］. 岩土力学， 2007 ，（ 8 ）： 1665 - 1670 .

Liu S H ， Matsuoka H . A new earth rein forcement method by soil bags ［J］. Chinese Journal of Rock and Soil Mechanics ， 2007 ，（ 8 ）： 1665 - 1670 . （inChinese）

高军军，刘斯宏，白福清 . 袋装淤泥土土工袋的强度变形研究［J］. 三峡大学学报（自然科学版）， 2014 ， 36 （ 1 ）： 33 - 36 .

Gao J J ， Liu S H ， Bai F Q . Experimental study of strength and deformation properties of soilbags filled with mud soil ［J］. Journal of China Three Gorges University （Natural Sciences）， 2014 ， 36 （ 1 ）： 33 - 36 . （in Chinese）

文华，曹兴，邹娇丽，等 . 建渣土工袋力学特性试验研究［J ］. 浙江工业大学学报， 2017 ， 45 （ 2 ）： 217 - 222 .

Wen H ， Cao X ， Zou J L ， et al . An experimental study on the mechanical properties of geobags filled with construction waste ［J］. Journal of Zhejiang University of Technology ， 2017 ， 45 （ 2 ）： 217 - 222 . （in Chinese）

廖洁，刘斯宏，徐思远，等 . 土工袋技术在乡村公路软基加固中的应用研究［J］. 公路， 2024 ， 69 （ 6 ）： 52 - 61 .

Liao J ， Liu S H ， Xu S Y ， et al . Application of soilbags reinforced soft soil subgrade in rural roads ［J］. Highway ， 2024 ， 69 （ 6 ）： 52 - 61 . （in Chinese）

李明宇，郭院成，郜新军，等 . 滨海饱和软土模袋围堰变形规律现场试验研究［J］. 公路， 2015 ， 60 （ 8 ）： 268 - 274 .

Li M Y ， Guo Y C ， Gao X J ， et al . Field test and research on the deformation law of geo-membrane bag cofferdam in coastal saturated soft soil ［J］. Highway ， 2015 ， 60 （ 8 ）： 268 - 274 . （in Chinese）

董宗炜，李晓庆 . 土工袋护岸技术在塔里木河干流应用的适宜性分析［J］. 水利规划与设计， 2022 ，（ 7 ）： 108 - 111 .

Dong Z W ， Li X Q . Application suitability analysis of geotextile bag revetment technology in the mainstream of Tarim river ［J］. Water Resources Planning and Design ， 2022 ，（ 7 ）： 108 - 111 . （in Chinese）

张敏 . 建渣土工袋挡土墙承载特性与设计计算方法研究［D］. 绵阳：西南科技大学， 2015 .

Zhang M . Study on bearing characteristics and design calculation methods of bagconstruction workers muckretaining wall ［D］. Mianyang ： Southwest University of Science and Technology ， 2015 . （in Chinese）

Matsuoka H ， Liu S H . A method of bearing capacity improvement utilizing soilbags ［C］∥ Proceedings of XIP an american Conferenceon Soil Mechanics and Geotechnical Engineering . Fozdo Iguassu ， 1999 ： 1 - 8 .

贾凡，刘斯宏，程宏旸 . 弹性波穿越土工袋传播规律的数值模拟［J］. 河海大学学报（自然科学版）， 2022 ， 50 （ 6 ）： 108 - 113 .

Jia Fan ， Liu S H ， Cheng H Y . A preliminary study on the propagation law of elastic wave through a soilbag ［J］. Journal of Hohai University （Natural Sciences）， 2022 ， 50 （ 6 ）： 108 - 113 . （in Chinese）

刘斯宏，李博文，鲁洋，等 . 土工袋垫层抗液化性能振动台试验研究［J］. 岩土力学， 2022 ， 43 （增2 ）： 183 - 192 .

Liu S H ， Li B W ， Lu Y ， et al . Shaking table tests on lique faction resistance performance of soilbag stacked cushion ［J］. Rockand Soil Mechanics ， 2022 ， 43 （ Sup2 ）： 183 - 192 . （in Chinese）

刘斯宏，薛向华，樊科伟，等 . 土工袋柔性挡墙位移模式及土压力研究［J］. 岩土工程学报， 2014 ， 36 （ 12 ）： 2267 - 2273 .

Liu S H ， Xue X H ， Fan K W ， et al . Earth pressure and deformation mode of a retaining wall constructed with soilbags ［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering ， 2014 ， 36 （ 12 ）： 2267 - 2273 . （in Chinese）

陈爽，方斌昕，刘斯宏，等 . 土工袋垫层不同结构形式的振动台模型试验研究［J］. 长江科学院院报， 2023 ， 40 （ 9 ）： 147 - 154 .

Chen S ， Fang B X ， Liu S H ， et al . A small shake table model test on soilbag cushion with different structural forms ［J］. Journal of Changjiang River Scientific Research Institute ， 2023 ， 40 （ 9 ）： 147 - 154 . （in Chinese）

樊科伟，邹维列，王柳江，等 . 土工合成材料缓冲层减压膨胀土挡墙侧向压力的实用预测方法研究［J］. 岩土力学， 2023 ， 44 （ 11 ）： 3182 - 3190 .

Fan K W ， Zou W L ， Wang L J ， et al . A practical approach for predicting lateral pressures on expansive soil retaining walls with geosynthetic inclusions ［J］. Rock and Soil Mechanics ， 2023 ， 44 （ 11 ）： 3182 - 3190 . （in Chinese）

方斌昕，刘斯宏，鲁洋，等 . 水平循环剪切作用下土工袋竖向变形特性试验研究［J］. 振动与冲击， 2023 ， 42 （ 22 ）： 130 - 137 .

Fang B X ， Liu S H ， Lu Y ， et al . Experimental study on the vertical deformation performance of soilbags under horizontal cyclic shear loading ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2023 ， 42 （ 22 ）： 130 - 137 . （in Chinese）

齐凯 . 某河道整治项目大型土工砂袋边坡防护技术［J］. 河南水利与南水北调， 2021 ， 50 （ 11 ）： 38 - 40 .

Qi K . Protection technology of large scale geotechnical sand bag slope in a river regulation project ［J］. Henan Water Resources and South-to-North Water Diversion ， 2021 ， 50 （ 11 ）： 38 - 40 . （in Chinese）

Futaki M ， Inoue N ， Matsuoka H . Compression test sonlargesize soilbags ［C］∥ Proceedings of the Japan National Conference on Geotechnical Engineering ， Osaka ， 2002 ， 37 （ 0 ）： 741 - 742 .

Japan Civil Engineering Research Center . Design and construction manual of pileup Method using weather proo flarge-sized soil bags ［M］. 2012 . （in Japanese）

Yamamoto K ， Ishida M ， Sugiyama K . Application and effect the continuous collapsible wire mesh frame with non-woven fabricliner on the temp orary coffering method ［J］. Journal of Integrated Information for Civil Engineering ， 2016 ， 31 ： 213 - 218 . （in Japanese）

Monma T ， Kubo T ， Miyatake H . Dynamic centrifuge models tests for disaster prevention considering actual construction conditions ［J］. Journal of Civil Engineering 2015 ， 57 （ 9 ）， 22 - 27 . （in Japanese）

Monma T ， Shimada H ， Nomoto H . Lique faction suffering reduction effect of internal constrained large-scaleunique and box-shaped sand bag ［J］. Journal of Japan Society of Civil Engineers ，Ser.B3（Ocean Engineering）， 2014 ， 70 （ 2 ）： 876 - 881 .

Matsuoka H ， Liu S H ， Yamamoto H . Vibration reduction test sata construction road in Gcity ［C］∥The Japanese Geotechnical Society， Proceedings of the Japan National Conference on Geotechnical Engineering . Osaka 2002JGS 37 （ 0 ）： 1927 - 1928 .

Sato A ， Nakamura D ， Suzuki T . Method of improving soil with high water content that utilized coldclimate and large soil bags ［J］. Journal of Geosynthetics Engineering Journal ， 2014 ， 29 （ 0 ）： 41 - 48 . （in Japanese）

Mori Y ， Miyatake H ， Kubo T . Study on new restored technology for large-scalesed imentdisaster ［J］. Journal of Japan Society of Civil Engineers ， Ser.F4（Construction and Management）， 201672 （ 4 ），I_77-I_87. （in Japanese）

黄小元 . 返包土工袋式加筋土结构性能研究［D］. 重庆：重庆大学， 2015 .

Huang X Y . Analysis of wrap soilbags rein forced structure ［D］. Chongqing ： Chongqing University ， 2015 . （in Chinese）

土工袋护坡技术规范： DB32/T 3842-2020 ［S］. 江苏：江苏省市场监督管理局， 2020 .

工程地质手册（第五版） . 编委会 . 工程地质手册［M］. 北京：中国建筑工业出版社， 2018 .

Lix S ， Dafaliasy F . Dilatancy for cohesionless soils ［J］. Géotechnique ， 2000 ， 50 （ 4 ）： 449 - 460 .

雷国辉，陈晶晶 . 无黏性土剪胀性的细观认识［J］. 岩土工程学报， 2011 ， 33 （ 9 ）： 1333 - 1339 .

Lei G H ， Chen J J . Microscopic understanding of dilatancy in cohesionless soils ［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering ， 2011 ， 33 （ 9 ）： 1333 - 1339 . （in Chinese）

黄波，李博文，吴平，等 . 土工袋袋内土体强度与剪胀特性研究［J］. 水电能源科学， 2021 ， 39 （ 11 ）： 158 - 162 .

Huang B ， Li B W ， Wu P ， et al . Study on strength and dilatancy characteristics of soils wrapped by soilbags ［J］. Water Resources and Power ， 2021 ， 39 （ 11 ）： 158 - 162 . （in Chinese）

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