高路堤返包式加筋土挡墙的试验研究

为研究高路堤返包式加筋土挡墙结构的荷载状态和筋土相互作用,以我国西南山区一典型的高路堤返包式加筋土挡墙为工程依托,其上部为8 m高的未加筋路肩,下部为14 m高的返包式土工格栅加筋路堤,现场安装土压力盒及筋带柔性位移计,开展为期1 a的现场监测试验,深入分析加筋土体内部垂直土压力、土工格栅应变的分布规律以及加筋土挡墙的潜在破裂面形式。测试结果表明:格栅的网兜效应在土体中形成托举力,使得土工格栅可以有效改善筋土复合体内部的应力分布,减小垂直土压力;对于上部有路肩填土作为超载的加筋路堤挡墙结构,其加筋土体可划分为"斜坡荷载影响区"和"垂直荷载影响区",两区分界位置附近的垂直土压力和土工格栅应变均出现峰值;土工格栅应变沿筋长方向呈非线性分布,距离坡面4 m内的土工格栅变形在工后有随时间增大的趋势,但筋带最大拉伸应变仅为1.32%,筋带受到的最大荷载不超过40 kN/m,远小于其极限拉伸强度(165 kN/m);由实测筋带变形推算的潜在破裂面与采用GeoStudio和Geo5数值计算的潜在破裂面趋势较为一致,但数值计算的潜在破裂面相对于实测推算更靠近加筋土体内部,路堤的整体稳定性更高,数值计算结果偏于安全。     

预应力筋预拉力对预应力加筋土挡墙静力性能影响

采用模型试验与数值模拟方法研究了预应力筋的预拉力对预应力加筋土挡墙的变形、土压力分布、墙面板基础反力和破坏模式等静力性能的影响,根据试验实测数据及数值计算结果分析了预应力加筋土挡墙的工作机理。结果表明:预应力筋施加预拉力后,顶部荷载作用下挡墙的墙面板位移、顶部沉降以及墙面板基础反力比未施加预拉力的情况均明显减小;预应力筋施加预拉力后,加筋区内部水平土压力显著增大,但分布并不均匀。预应力筋施加预拉力对填料内的剪切带影响不明显,但非加筋区顶部加载时,预应力筋的预拉力能够有效阻止剪切带在填筑区域内贯穿,提高了挡墙的稳定性。     

高加筋挡土墙设计中的若干问题

从某一高加筋土挡墙发生局部破坏的工程事故中发现该种挡墙的设计还存在一些问题，如加筋区与墙面板的沉降差过大，导致筋带受力条件的恶化；胸墙设置不当，会导致其内侧，从而造成墙面板上部外倾。此外筋带与面板的连接构造以及筋带的性能也会产生一些问题。鉴于高加筋土挡墙是重要建筑结构，而又没有成熟的理论及设计和施工规范，故仅对其破坏形式及其形成原因进行探索性研究，并初步建议了一些改进方案。     

加筋土挡墙水平位移解析计算与参数分析

加筋土挡墙因具有造价低廉、施工简便等优点而在公路、铁路等交通基础设施中被广泛应用。作为一种轻型柔性支挡结构，加筋土挡墙易产生较大的水平位移。目前已有的加筋土挡墙水平位移计算公式大多忽略了加筋区整体在土压力作用下产生的水平位移，有必要提出一种准确计算加筋土挡墙总水平位移的解析式。将加筋土挡墙总水平位移分为加筋区内部筋材伸长产生的水平位移和加筋区整体在土压力作用下产生的水平位移两部分。假定加筋区内部破裂面由0.3H法确定，根据胡克定律建立计算加筋区内部由于筋材伸长产生的水平位移解析式；假定加筋区为一复合弹性体，根据虚功原理建立加筋区整体在土压力作用下产生的水平位移解析式，两部分共同构成了加筋土挡墙的总水平位移。结果表明：随着填土模量、填土内摩擦角、填土黏聚力、筋材抗拉刚度和筋材长度的增大，加筋土挡墙的最大水平位移逐渐减小；筋材伸长产生的位移占总位移的比值随填土模量、填土内摩擦角、筋材长度的增大而增大，随填土黏聚力和筋材抗拉刚度的增大而减小；与原型试验测试值和数值模拟值相比，该解析计算结果可反映加筋土挡墙墙体位移沿墙高的分布规律，同时与既有经验公式相比，该方法计算结果更接近实际值。     

加筋挡墙有限元分析

针对加筋挡墙筋材与挡墙及墙后填土的相互作用机理，采用有限元方法对加筋挡墙进行力学分析，得到墙后填土路堤中筋材受力的特点，对加筋挡墙设计和施工有实践意义。     

公路高大加筋土挡墙设计方法的研究

在室内模型试验和野外４３．７５ｍ原型墙测试研究的基础上，理论分析提出了高大加筋土挡墙的合理破裂面形式、筋带拉力计算式与面板后侧压力、垂直土压力与筋带锚固长度等计算方法，据此编制了计算分析的ＣＡＤ软件。     

加筋土挡墙差异沉降数值模拟研究

基于有限元ABAQUS,以一加筋土挡墙为例进行数值模拟,对墙的差异沉降、筋带内力变化和回填土应力状态变化规律进行分析研究.结果表明,差异沉降导致筋带不再保持原来的水平位置,其竖向变形近似可用指数曲线描述,而筋带受力条件也会发生恶化,使挡墙安全度降低.对回填土应力状态的改变,设计应加大下部面板厚度,增加上部筋带的长度.     

桩体模量对水泥土搅拌桩复合地基破坏影响研究

针对目前水泥土搅拌桩复合地基整体稳定性研究主要基于假定全部桩体发生剪切或者弯曲破坏的不足，采用有限差分法，对不同位置处桩体的受力特性，破坏模式以及复合地基整体破坏过程的开展方向进行研究，在此基础上，分析桩体弹性模量对桩体受力、破坏模式和破坏顺序的影响。结果表明：水泥土搅拌桩复合地基在路堤荷载作用下，会同时发生弯曲与剪切2种破坏模式，并且水泥土搅拌桩受力在空间分布上具有很大的不同；路堤荷载作用下，桩体的破坏具有渐进性，坡肩以外桩体更易发生弯曲破坏，破坏方向由坡脚首先发生，并向路堤中心逐渐延伸，而路堤内侧桩体更容易发生剪切破坏，破坏方向由路堤中心向坡脚延伸；随着桩体弹性模量的增加，桩体会由剪切破坏转变为弯曲破坏；低模量水泥土搅拌桩复合地基会首先发生内部剪切破坏，之后坡脚处发生弯曲破坏；高模量水泥土搅拌桩复合地基会先于坡脚处发生弯曲破坏，随后在路堤中心发生剪切破坏；桩体弹性模量的提高会增加桩体抗弯刚度，使其承担更大的弯矩，更容易发生弯曲破坏。     

复杂动力作用下加筋土挡墙内部稳定性分析

从加筋土挡土墙的特殊受力机理出发,对水平和竖向地震同时作用下加筋土挡墙进行了内部稳定性分析;研究了挡墙破裂面形状与位置,结合国内外一系列室内和现场足尺试验资料而确立了地震作用下加筋土挡墙的分析模型;通过挡墙的筋带拉断破坏和筋土粘着破坏分析,分别推导了加筋带的界限配筋率和临界长度计算公式,这两个公式能适用于多种实际的荷载工况(静力荷载和地震荷载),公式计算结果与试验结果吻合良好,可为加筋土挡土墙工程抗震设计及动力分析提供一定参考。     

台阶式格栅加筋挡墙潜在破裂面计算模式研究

基于自洽理论建立了筋土复合材料力学模型,对不同台阶宽度的格栅加筋土挡墙的塑性区进行了有限元分析。研究了其塑性区的发展和贯通过程,对台阶式格栅加筋土挡墙的塑性区分布规律进行了讨论。研究表明,加筋土直墙的塑性区分布接近于0.3H破裂面的假定,但台阶墙的塑性区分布与直墙有显著差异,且随着台阶宽度的变化而变化。提出了适合于不同台阶宽度的格栅加筋土挡墙潜在破裂面的计算模式,当上阶挡墙前趾位于下阶挡墙的主动区内时,该破裂面为一连续曲面;当上阶挡墙前趾位于下阶挡墙的过渡区内时,该破裂面为分段曲面;当台阶宽度为0时,该破裂面可退化为0.3H破裂面。该计算模式具有较好的通用性,能适用于具有不同台阶宽度的加筋土挡墙。     

传感型土工格栅加筋含轮胎片体填料挡墙性能模型试验

风化料-废旧轮胎片体（TDA）混合形成的轻质土具有重度小、透水性强等优点，可用于台背回填，能显著降低工后沉降。然而TDA在土中的质量比对加筋土挡土墙性能的影响尚不清楚。为此，针对以风化料和TDA混合料填筑挡土墙的性能开展了一系列比例为1：5的缩尺模型试验，研究风化料中的TDA质量比（20%、30%和40%）和条形荷载位置对挡土墙极限承载力和变形的影响。模型中的加筋材料为自主研发的传感型土工格栅（SEGG），SEGG兼具加固和变形自检测功能，可以通过测试其电阻变化的方法实现对筋材应变的分布式测量。试验结果表明：加筋土挡墙的极限承载力在条形荷载距离侧墙0.4H（H为侧墙高度）时达到最大，同时极限承载力随着TDA质量比增加而减小；破坏时侧墙变形随TDA质量比增加而显著增加，同时侧墙形状随条形荷载的位置不同而不同；通过试验观察可知，滑裂面通过了每层SEGG的最大应变区域；随着条形基础与墙面距离的增加，滑裂面向更深处发展；当条形荷载距离侧墙0.8H时，挡墙破坏模式接近平面基础剪切破坏模式；当TDA质量比达到40%时，TDA与风化料出现离析现象。对比发现，20% TDA质量比更适用于加筋土挡土墙工程；当条形荷载距离侧墙为0.4H时，极限承载力达到最大；锚固楔体法适用于加筋土挡墙滑裂面；SEGG应变的测量结果与滑裂面的试验观察结果吻合较好，同时也证明，TDA质量比和条形基础的位置均对挡墙破坏时的滑裂面有影响。     

考虑格栅流变性的筋土台阶墙模型试验及其数值分析

为了研究格栅加筋墙的长期蠕变特性,在室内修筑了3台阶模型墙,对该试验的筋带和挡墙进行了长期蠕变试验。针对该模型建立了数值模型,采用粘弹塑性流变模型和粘弹性本构模型分别考虑填土与土工合成材料的非线性蠕变性,筋材与填土、填土与面板及面板之间的相互作用效应。在计算中反映逐层填筑过程,采用增量-初应变迭代法,对加筋挡墙的长期工作性能进行了分析。通过与实测结果的比较,分析得到了3台阶加筋墙的长期工作性能特性。     

高速公路高路堤加筋土挡墙变形分析与研究

高路堤加筋土挡墙在同类设计中以其经济优势较为明显被广泛地采用。但往往由于地基情况较为复杂,加之目前对高大加筋土挡墙没有较成熟的计算方法。因而在后期的运营中,容易形成路基病害。文章根据变形特征对西塔高速公路加筋挡墙的破坏机理进行了研究。     

加筋土挡墙的原型墙观测及有限元模拟研究

对板闸立交桥B、C匝道的加筋土挡墙进行了原型墙测试,在此基础上,运用岩土非线性有限元数值方法,对挡墙面板压力、侧位移、筋带拉力等进行对了比分析,数值计算与实测的结果吻合较好,表明有限元之于加筋土挡墙结构是一种有效的分析方法。     

上部荷载作用加筋土挡墙性能的数值分析

上部荷载作用下加筋土挡墙的变形与力学响应特性研究较少,通过有限差分数值模拟与模型试验对比分析,验证了数值方法可靠性,进而研究荷载作用位置、填土内摩擦角和加筋参数等因素对加筋土挡墙变形和力学响应的影响。结果表明:增加填土内摩擦角、荷载作用宽度或加密筋材可显著提高挡墙极限承载力,且同级荷载时挡墙顶部沉降减少明显;内摩擦角和加筋间距影响挡墙极限承载力最大值所对应的偏移距离,但不影响允许承载力随偏移距离的变化规律;内摩擦角变化范围为31°～40°时,挡墙极限承载力为允许承载力的2～4倍。     

软基高路堤变形与破坏机理

通过数值分析的方法模拟计算了不同填土高度、不同填筑速率、不同软基厚度以及不同边坡比例构成工况条件下路堤边坡变形与稳定安全系数的变化规律，揭示了软土地基上高填方路堤变形与失稳破坏的关系：路堤及地基的变形与破坏是相互关联的，路堤出现整体滑动破坏往往伴随大变形。最后，通过对实际工程中的软基高填方路堤进行分析计算，证明采用合适的处治方法控制路基不均匀沉降变形就可以有效提高路堤边坡的稳定安全性。     

多级加筋土挡墙内力分布及变形规律研究

目前加筋土挡墙在国内迅速发展,各地修建的挡墙高度也在不断提高.但每年仍有许多挡墙由于设计缺陷发生事故.因此,对于多级加筋土挡墙内部受力及变形规律的研究显得十分重要.通过现场监测和有限元模拟相结合的方式,研究了加筋挡墙中墙背土压力、墙面位移、筋带应变的分布规律,为工程设计提供了优化建议.     

退台式格宾加筋挡土墙现场测试及数值模拟分析

通过对某高速公路加筋挡墙两个断面进行现场监测试验,分析了退台式格宾箱加筋路堤墙后土体受力变形特性,并在现场试验的基础上采用FLAC~(3D)有限差分软件进行了数值仿真分析,对加筋挡墙墙后土体水平土压力、挡墙内部土体水平变形、挡墙内部垂直土压力以及筋材应变分布进行研究。结果表明:筋材能够很好的控制土体的塑性变形;潜在滑裂面位置为离挡墙0.34H到0.6H区段内(H为第一级边坡高);加筋处理后边坡的安全系数为1.28;面墙附近垂直土压力产生较大的突变,挡墙基础处垂直荷载较大,且墙趾下方基础处水平应力集中明显,挡墙侧向变形呈中间大两侧小的外鼓曲线分布。     

复合加筋格宾挡墙不同加筋方式数值模拟研究

介绍了复合加筋格宾挡墙的单元组成及结构形式。采用FLAC3D深入研究了复合加筋格宾挡墙的力学响应,探讨了不同面板形式、不同加筋方式时墙面侧向变形和筋材拉力的分布规律,提出了复合加筋的最佳加筋方式。研究结果表明：加筋方式对面墙侧向位移的影响较大,交替加筋比分组加筋有更小的面墙侧向位移;保持加筋间距不变而减小加筋刚度比增大加筋层间距而增大筋材刚度更可取;在交替加筋的同时沿墙高适当减小加筋刚度可节省筋材费用。面墙形式、筋材布置方式对筋材拉力的大小和分布形式有重要影响。     

深汕西K25B线路堤挡墙病害产生原因及治理措施

经过多年运营,深汕高速公路西段K24 875~K25 130段B线路堤挡墙产生了变形,特别是挡墙的上部有鼓胀现象,挡墙顶部与挡墙范围内的路面面板有裂缝。该文主要阐述了如何探明路段挡墙变形原因,病害治理的工程措施,供同类工程参考。