双级加筋土挡墙动力特性振动台试验

针对目前多级加筋土挡墙动力试验研究不足的状况,通过大型振动台模型试验对地震荷载作用下双级土工格栅加筋土挡墙的动力特性进行研究。运用Bockinghamπ定理对双级土工格栅加筋土挡墙模型进行相似设计,采用标准砂作为回填砂、混凝土砌块作为挡墙和土工格栅作为筋材构成试验模型,并测试墙体和回填土的反应特性,得到土压力、墙面位移和土体加速度。试验结果表明:地震作用下挡墙立面墙体呈现倾斜并带有屈曲外鼓变形模式;挡墙水平位移、顶部沉降及分层沉降均随着地震峰值加速度增大而增大,最大值发生在挡墙顶部;随着输入地震荷载增大,砌块式挡墙缝隙中先出现淌砂,最后顶部模型砖掉落,挡墙破坏;加速度沿墙高存在放大效应,地震峰值加速度放大系数随着峰值加速度的增大而减小;下级挡墙峰值动土压力均呈现"中间大两端小"分布规律;上级挡墙峰值动土压力在小震时呈现"中间大两端小",强震时呈现"中间小两端大"分布规律;台阶处下级挡墙顶部动土压力和水平位移均大于上级挡墙底部相应值。研究成果可为双级土工格栅加筋土挡墙的抗震设计提供理论支持。     

加筋土挡墙变形和受力特性原位荷载试验研究

为了研究加筋土挡墙在路基面荷载作用下的受力和变形特征,通过拉拔与原位荷载试验,进行了加筋土墙体水平土压力、墙面水平变形及拉筋应力等分布规律的研究。结果表明:筋材应力沿其长度方向呈单峰值分布,峰值距墙面1.5 m处;加载初期墙面水平位移沿墙高呈反"S"形曲线分布,极值位于墙顶和中下部;路基面荷载作用主要影响挡墙上部土压力分布,相应的侧向附加土压力近似呈倒三角分布;由于加筋土的扩散、卸载成拱效应的影响,使得竖向附加土压力向下衰减比传统挡土墙更快。     

双级加筋土挡墙动力特性振动台试验（双语出版）

针对目前多级加筋土挡墙动力试验研究不足的状况,通过大型振动台模型试验对地震荷载作用下双级土工格栅加筋土挡墙的动力特性进行研究。运用Bockingham π定理对双级土工格栅加筋土挡墙模型进行相似设计,采用标准砂作为回填砂、混凝土砌块作为挡墙和土工格栅作为筋材构成试验模型,并测试墙体和回填土的反应特性,得到土压力、墙面位移和土体加速度。试验结果表明：地震作用下挡墙立面墙体呈现倾斜并带有屈曲外鼓变形模式;挡墙水平位移、顶部沉降及分层沉降均随着地震峰值加速度增大而增大,最大值发生在挡墙顶部;随着输入地震荷载增大,砌块式挡墙缝隙中先出现淌砂,最后顶部模型砖掉落,挡墙破坏;加速度沿墙高存在放大效应,地震峰值加速度放大系数随着峰值加速度的增大而减小;下级挡墙峰值动土压力均呈现“中间大两端小”分布规律;上级挡墙峰值动土压力在小震时呈现“中间大两端小”,强震时呈现“中间小两端大”分布规律;台阶处下级挡墙顶部动土压力和水平位移均大于上级挡墙底部相应值。研究成果可为双级土工格栅加筋土挡墙的抗震设计提供理论支持。     

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。     

重复荷载作用下加筋挡土墙的疲劳寿命分析

疲劳分析是要确定加筋土挡土结构的疲劳寿命,通过输入不同幅值和频率的正弦波激励,探讨了重复荷载作用下模型挡墙的动力特性与疲劳寿命规律.试验结果分析表明,三种加筋结构的疲劳寿命与其应力幅值均成线性关系,格宾加筋挡土墙的对数疲劳寿命随应力幅的变化的敏感程度比土工格栅加筋挡土墙的要低.试验分析结果有助于揭示挡墙在重复荷载作用下的失稳机制,为加筋挡土墙工程设计提供有益的参考.     

重复荷载作用下加筋挡土墙的疲劳寿命分析

疲劳分析是要确定加筋土挡土结构的疲劳寿命,通过输入不同幅值和频率的正弦波激励,探讨了重复荷载作用下模型挡墙的动力特性与疲劳寿命规律。试验结果分析表明,三种加筋结构的疲劳寿命与其应力幅值均成线性关系,格宾加筋挡土墙的对数疲劳寿命随应力幅的变化的敏感程度比土工格栅加筋挡土墙的要低。试验分析结果有助于揭示挡墙在重复荷载作用下的失稳机制,为加筋挡土墙工程设计提供有益的参考。     

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。     

基于砂箱模型试验的加筋土挡墙最优布筋方式分析

为探讨最小加筋材料面积的加筋土挡墙最优布筋方式,开展了以纸质作为挡墙面板和加筋材料的砂箱模型试验,测试了加筋土填料和加筋材料的物理力学性质,分析了布筋密度、筋带宽度及长度等因素对加筋土挡墙稳定性的影响规律。试验研究表明:处于极限稳定状态的加筋土挡墙,采用“窄筋密布”、“窄筋长布”方案的用筋量均小于“宽筋疏布”、“宽筋短布”方式;在用筋量相同条件下,采用“上长下短”布置方式的稳定性高于“上下等长”布置。     

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。     

公路双面加筋土挡墙病害及其诱发机制研究

双面加筋土挡墙加筋交叉区的两侧筋带相互影响，使其与常规单面加筋土挡墙存在差异。为研究双面加筋土挡墙的破坏机制，在现场调查的基础上，通过有限元强度折减法研究挡墙的破坏模式及破坏开展过程，然后分析填土因素对挡墙变形的影响、面板刚度与挡墙整体安全系数的关系以及筋带在路堤内部的应变分布规律。结果表明：施工工艺控制不当是造成公路双面加筋土挡墙病害的主要原因，应严格控制施工质量以及加强对筋带连接位置的保护设计；双面加筋土挡墙会发生路堤整体剪切与地基剪切2种模式的破坏，路堤整体剪切破坏的破裂面形式为折线形、破坏的表现形式是面板鼓胀，地基剪切破坏的破裂面形式为爪形、破坏的表现形式是地表隆起和挡墙绕墙顶变位；面板刚度与挡墙稳定性呈对数线性关系；填土黏聚力超过30 kPa后，挡墙面板鼓胀位移几乎不再减小，而是呈现明显的收敛趋势，最大鼓胀变形位置位于墙高的1/4～1/3之间。     

后牵引式加筋挡土墙性能分析

针对高陡边坡的支护，提出一种后牵引式加筋挡土墙，通过有限差分法软件FLAC3D建立其数值分析模型，着重分析了后牵引式加筋挡土墙在自重和上部荷载作用下的水平位移、填土的沉降、格栅的应力、外部稳定性，并与常规加筋挡土墙做比较。结果表明:后牵引式加筋挡土墙在抗滑桩的“牵引”作用下能够大幅度地减小挡墙的水平位移以及填土的沉降量；而常规加筋挡土墙易于在自重和荷载作用下发生外部稳定性破坏；后牵引式加筋挡土墙通过“牵引”作用可以避免发生破坏，从而提高填土的整体稳定性。     

柔性拉筋式重力墙地震土压力计算方法研究

为有效确定地震荷载作用下柔性拉筋式重力墙的土压力,基于塑性极限分析上限法及拟静力法,采用对数螺旋面作为滑裂面,通过对挡墙后填土进行内能耗散功率与外力功率的计算,建立了拉筋式重力墙地震土压力分析模型。通过算例分析,对比数值模拟与研究提出的算法结果,验证了所提出算法的合理性,并就填土及拉筋的相关参数对地震土压力的影响进行了讨论。结果表明:随着填土强度参数的增加,地震土压力呈非线性减小;土压力随着土工格栅间距的增大而呈非线性增大;随着顶层拉筋长度的增加,土压力呈非线性减小趋势;当顶层拉筋长度大于10 m时,土压力值基本不变。     

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。     

汶川地震对加筋土挡墙的影响分析

阐述了加筋土挡墙的结构和作用机理,利用有限元软件PLAXIS,结合震区公路调查资料,分析加筋土挡墙的受力变形状态。结果表明:在汶川地震作用下,加筋土挡墙下部应力最大,而上部位移最大。设计、施工中,对地震频发区的加筋土挡墙,可适当提高其顶部与底部的强度,或将加筋土挡墙的竖直墙面,改为略朝内倾的墙面,来减小地震对挡墙结构的影响。     

钢网面板加筋土挡墙动力特性试验的变形研究

基于泥质红砂岩粗粒土填料，采用MTS分别模拟地震荷载、交通荷载、加-卸载多循环荷载进行大尺寸模型试验，研究了钢网面板土工格栅加筋土挡墙在上述荷载作用下的动力特性，获得了不同峰值的水平地震激励下模型挡墙不同位置的水平动位移、竖向动位移峰值响应等实测值；采用不同频率、不同幅值的竖向交通荷载正交试验法，获得了该模型挡墙在重复荷载作用下的最大水平变形、最大沉降量及位置等动力特性参数值；通过7种荷载、21组加卸载循环试验，获得了加一卸载多循环荷载作用下的实测沉降值。试验结果表明：该加筋结构具有整体变形的特性，是优良的抗震结构，能承受抗震设防烈度为9度的地震荷载；同时该加筋结构具有良好的稳定性和抗破坏性，重复荷载的幅值和振动次数对结构动力变形特性的影响较大，而振动频率对变形特性的影响不显著；多循环荷载作用下该加筋结构能够明显减小不均匀沉降。过长的筋材并不能明显地改善加筋土挡墙的动力特性。     

加筋土挡土墙动力特性分析

通过对常用数值计算方法的分析、对比及评价,运用有限元计算方法,建立了加筋土弹塑性本构模型,编制了加筋土挡土墙在动荷载作用下的通用数值计算程序。筋材与其上下表层一定厚度的填土层共同工作,视为筋—土单元,成功地解决了筋材与土介质的接触问题,较好地解决了墙面板与筋材连接处两个接触面单元的特殊问题,不仅使计算方便,而且也符合实际情况。     

极限平衡法求解加筋土挡墙墙背土压力的通用公式研究

基于极限平衡法,通过严密的数学推导和理论分析提出了适合任意土质、任意墙背倾角、任意单一斜度填料面的加筋土挡墙墙背主动士压力非线性分布的通用表达式,得出了加筋土挡墙土压力分布和合力作用点的高度计算公式。通过泥质红砂岩土石混合填料加筋土挡墙工程现场实测土压力值进行了对比分析,结果表明：上述计算方法合理,计算值与实际相符,拓宽了朗肯土压力理论库仑土压力理论应用范围,可直接应用于工程设计。