高路堤加筋土挡土墙的变形和受力研究

一座总墙高为31 m的多级台阶式高路堤加筋土挡土墙首次应用于我国铁路正线上。为了研究各级墙的侧向位移、基底应力及墙背土压力的分布规律，对该挡土墙的变形和受力进行了现场原型观测。观测结果表明，各级墙的侧向位移均较小，且下部测点的侧向位移较墙顶测点要大；各级墙基底应力均小于100 kPa；墙背土压力呈曲线形分布，4 m宽台阶的存在使墙后填土顶面的外荷载对该墙的侧向土压力影响不大。该结论可供今后加筋土挡土墙的研究和设计参考。     

多级加筋土复合式挡墙的现场试验

在现场对由L型挡土墙与加筋土挡墙形成的多级加筋土复合式挡墙进行了原位试验。试验表明:土压力和拉筋应变随上覆填土厚度增加而增大,但增速却减小;L型挡土墙的加筋土体底部竖向土压力沿筋长方向在加筋土施工期间呈非残性分布,在其上的中且上级模块式加筋土挡墙的竖向土压力施工期呈明显的非线性分布,但最大值均靠近拉筋尾部;L型加筋土挡墙的拉筋应变非常小,且曲线只有一个峰值;模块式加筋土挡墙的加筋土体底部竖向土压力沿筋长方向起初呈线性分布且大小基本相同,但随着填土厚度的增大而呈明显的非线性分布,且出现双峰值;中、上级挡墙的墙面板基底竖向应力随填土厚度的变化形式基本一样,且随填土厚度的增大先是内侧大于外侧,而后是外侧大于内侧;模块式加筋土挡墙的墙背侧向土压力沿墙高、拉筋应变沿筋长方向均呈非线性分布,且实测值均较小。     

多级加筋土复合式挡墙的现场试验

在现场对由L型挡土墙与加筋土挡墙形成的多级加筋土复合式挡墙进行了原位试验。试验表明:土压力和拉筋应变随上覆填土厚度增加而增大,但增速却减小;L型挡土墙的加筋土体底部竖向土压力沿筋长方向在加筋土施工期间呈非残性分布,在其上的中且上级模块式加筋土挡墙的竖向土压力施工期呈明显的非线性分布,但最大值均靠近拉筋尾部;L型加筋土挡墙的拉筋应变非常小,且曲线只有一个峰值;模块式加筋土挡墙的加筋土体底部竖向土压力沿筋长方向起初呈线性分布且大小基本相同,但随着填土厚度的增大而呈明显的非线性分布,且出现双峰值;中、上级挡墙的墙面板基底竖向应力随填土厚度的变化形式基本一样,且随填土厚度的增大先是内侧大于外侧,而后是外侧大于内侧;模块式加筋土挡墙的墙背侧向土压力沿墙高、拉筋应变沿筋长方向均呈非线性分布,且实测值均较小。     

论返包式土工格栅的加筋土高挡墙试验

为了研究返包式土工格栅加筋土高挡墙结构的受力、变形状态,分析其作用机理,进行了包括加筋土墙体基底应力、墙背侧向土压力、拉筋拉力和墙面水平变形等内容的现场试验,研究了加筋土墙体基底垂直应力、不同层位的拉筋拉力沿筋长的分布规律,加筋土挡墙潜在的破裂面位置,墙背侧向土压力沿墙高的分布规律以及墙面水平变形规律。测试结果表明,加筋土挡墙基底垂直土压力沿土工格栅拉筋长度方向呈非线性分布,最大值发生在拉筋中部附近,向拉筋两端方向逐渐减少;实测墙背侧向土压力沿墙高呈非线性形式分布,其值小于主动土压力;上部墙体拉筋应变沿筋长呈单峰值分布,下部墙体拉筋应变沿筋长呈双峰值分布;上部墙体潜在破裂面形状与"0.3H法"接近,而下部墙体潜在的破裂面形状与朗肯主动土压力理论接近;施工期墙面最大水平变形位置在墙高的下部,竣工后墙面最大水平变形发生在墙顶处等结论。     

软基上柔性加筋挡土墙的工作性状研究

通过分别改变地基土压缩模量、地基土强度计算了软土地基上柔性加筋挡土墙的墙顶沉降、墙背土压力和筋材拉力并与刚性面板进行对比,得出了以下结论:与刚性面板的加筋挡土墙不同的是,柔性加筋挡土墙的墙顶沉降量最大的点位于墙临空面,地基土的强度和压缩模量对加筋挡土墙的墙背土压力和筋材拉力的影响不大,柔性加筋挡土墙的墙背土压力分布在静止土压力线附近,其大小比刚性面板的加筋挡土墙要大的多,软土地基上的加筋挡土墙筋材拉力有两个峰值,而且筋材拉力要比刚性面板的加筋挡土墙大的多。     

平移模式下挡土墙主动土压力的确定

平移模式下的挡土墙主动土压力的分布与墙体位移量密切相关。本文考虑挡土墙在满足滑移稳定的前提下,利用改进的极限平衡理论,建立了滑移与抗滑移平衡方程,得到了墙体位移未知情况下,挡土墙主动土压力确定的一种新方法,并分析了墙顶宽度对挡土墙主动土压力分布的影响。结果表明:墙顶宽度有一个合理的取值区间,其区间的上、下限值随挡土墙的基底倾角、墙面倾角的增大而增大,随填土表面超载的增大而减小;当墙顶宽度小于区间下限时,挡土墙滑移失稳;当墙顶宽度在区间范围内增大时,达到主动平衡状态的位移逐渐减小,主动土压力大致由库伦土压力向静止土压力过渡;当墙顶宽度大于区间上限时,主动土压力分布则与静止土压力分布一致。     

高路堤加筋土档土墙的变形和受力研究

一座总墙高为31m的多级台阶式高路堤加筋土档土墙首次应用于我国铁路正线上，为了研究各级墙的倾向位移。基底应力及墙背土压力的分布规律，对该挡土墙的变形和受力进行了现场原型观测，观测结果表明，各级墙的侧向位移均较小，且下部测点的侧向位移较墙顶测点要大，各级墙基底应力均小于100kPa，墙背土压力呈曲线形分布，4m宽台阶的存在使墙后填土顶面的外荷载对该的侧向土压力影响不大。该结论可供今后加筋土挡土墙的研究和设计参考。     

衡重式加筋土路肩挡墙土工离心模型试验研究

以某山区公路旧路拓宽改造工程中新建的衡重式加筋土路肩挡土墙为原型,设计了4组模拟墙体实际位移形态的土工离心模型试验,讨论了墙后土体压实度和土中加筋对墙背土压力和路基填土变形的影响规律。试验表明：①墙后土体加筋对减小墙背承受的土压力作用随填土压实度的提高而趋于明显,主要影响区域位于上墙背的下半部分,压实度由88%增至95%会引起上墙背土压力分布由近似线性增大演化为折线型变化;②衡重台对其上覆填土存在托举效应,致使下墙背的土压力大幅减小,其影响范围约为衡重台以下约1/3下墙高度;③墙后土体加筋能提高路基填土的抗变形能力,减小因墙体侧向位移引起的填土表面下沉,对降低新旧路基间的不均匀变形效果显著。     

阳涉线加筋土挡墙试验研究

 通过对阳涉线双侧加筋土挡土墙的试验研究，总结并分析了墙面变形、墙背土压力的分布、基底应力分布等变化特点，验证了按简化的0.3H法设计的合理性，为加筋土挡土墙的设计应用提供了基础。     

暴雨条件下自嵌式加筋挡土墙稳定性数值模拟分析

结合具体工程,对暴雨条件下自嵌式加筋挡土墙存在的变形、受力特征和稳定性进行了有限元数值模拟,并与一般气候条件下进行对比。结果表明:在暴雨条件下,墙体将产生较大的侧向变形;墙背土压力在加筋处明显增大;挡土墙内部筋材之间局部出现拉应力区,筋材断裂后拉应力区明显扩大,存在墙面倾覆的趋势。该结论在对特大暴雨后加筋挡土墙局部破坏事故的现场调查后得到了验证。     

某工程加筋土挡土墙施工及位移分析

加筋土挡土墙一般由基础、面板、拉筋带(或土工格栅)、土体填料组成，其加筋土是由多层水平加筋材料与填料铺设而成的一种复合材料，在共同受力、协调变形中，由于拉筋带的作用对土体产生附加侧向约束，使土的抗剪强度得以提高，并使加筋土的承载力比无筋土高得多。加筋土挡土墙墙面板的作用是防止土在拉筋间松动，承受剩余侧压力、保持墙的设计形状及外观。加筋土中拉筋的功能是通过拉筋抗拉强度及拉筋与填土间接触面的摩擦阻力来限制土体的应变，从而增加土的强度及加筋土结构的稳定性。     

重力式联合土层锚杆挡土墙支护高路堤技术研究

重力式联合土层锚杆挡土墙是由传统重力式挡土墙联合土层锚杆形成的一种新型挡土墙。由于锚杆的施加,挡墙土压力分布规律发生了明显改变。为了揭示该类型挡土墙在施工期和运营期的受力特性,结合长深线青临高速第3合同段工程,现场埋设土压力盒、锚杆测力计等监测仪器,对挡土墙进行了土压力及锚杆受力监测。监测结果表明,增加填土高度、安置锚杆及运营期的增加都对侧向土压力的影响很大,侧向土压力呈S形分布。上层锚杆表现为受压,压力值近墙端往远端不断减小,下层锚杆表现为受拉,锚杆中间位置拉力最大。     

面板和筋材刚度对加筋土挡墙工作性状的影响

利用有限元法研究了面板和筋材刚度对不同坡度下加筋土挡墙应力变形特性的影响。结果表明:斜坡加筋土挡墙的面板侧向位移和侧向土压力比修筑在水平场地上的挡土墙更高,同时,侧向土压力随面板刚度的增大以及筋材刚度的减小而增大,面板侧向位移随筋材刚度的增大而减小,但随着面板刚度的增大,面板侧向位移呈现先减小、后增大的趋势,面板最大侧向位移所处的位置由面板中部上移至顶部,并产生了类似悬臂结构的绕墙趾转动趋势,同时,面板的挠曲也逐渐减小。研究结论可为加筋土挡墙在山区公路修筑中的应用提供一定指导。     

采用K–刚度法设计的模块式加筋土挡墙数值模拟

基于一采用K–刚度法设计的模块式加筋土挡墙建立有限差分数值模型,并采用界面双曲线模型真实模拟底层模块–水平基座界面及水平基座–地基界面,研究实际模块式加筋土挡墙在工作应力下的性状,并进一步分析墙趾界面剪切特性。结果表明:数值计算的挡墙筋材应变分布、填土中各层筋材最大拉力、墙面筋材连接力和墙面最大位移值与实测值比较吻合;K–刚度法计算的填土中筋材最大拉力值与数值模拟和实测值吻合较好,但墙面连接处筋材因受地基沉降和填土压实产生的下拉力影响而大于填土中筋材最大拉力,故K–刚度法不能用于墙面筋材连接力的验算;相较于刚性地基,压缩性地基上模块式加筋土挡墙的墙趾正应力系数较大,而墙趾承担荷载比例较小;尽管基座–地基界面剪切刚度较模块–基座界面小很多,由于其承受的剪应力也很小,墙趾并不会沿着基座–地基界面发生滑移破坏,模块–基座界面对挡墙墙趾起到主要的约束作用。     

台阶式加筋土挡墙水平位移模式研究

加筋土挡墙水平位移大小及模式是结构设计的重要问题。以台阶式加筋土挡墙水平位移模式为研究对象,结合4组大比例模型试验和相关文献,分析墙面板水平位移的大小、形态及演化模式。主要结论包括:墙顶荷载作用下台阶式加筋土挡墙最大水平位移均发生在各级墙顶位置,台阶越宽,位移越小。上墙墙面水平位移沿墙高分布曲线由线性规律逐渐转变成指数规律,下墙墙面水平位移沿墙高分布曲线呈对数规律。考虑台阶宽度对下墙墙面水平位移的影响,建议墙间临界台阶宽度为下墙墙高的2/3。上墙墙面板基础底面会沿下墙墙顶发生平移,平移量随台阶宽度及墙面板基底摩擦力的增加而减小,平移方向受诸多因素影响。适当增加下墙上部及上墙下部的筋材密度或筋材长度可以有效减小墙面水平位移。该研究成果为类似结构的应用提供借鉴和参考。     

基于土拱效应的刚性挡墙墙后主动土压力

考虑平移模式下刚性挡土墙墙后填土中的土拱效应,采用中心圆弧拱迹线法得到了不同填土内摩擦角和墙土摩擦条件下,挡土墙的滑裂面倾角和侧向主动土压力系数。在此基础上,采用水平微分层法求解得到了作用在挡土墙上的主动土压力、主动土压力合力及其作用点的解析式。与前人理论研究成果及试验监测结果的对比分析表明：本文理论得到的平移模式下刚性挡墙墙后主动土压力合力略小于Paik和应宏伟计算结果,大于章瑞文计算值;土压力合力作用点高于Paik理论解和应宏伟计算结果;侧向主动土压力系数与Paik理论解和应宏伟理论解基本相等。相较于其它方法,本文理论得到的刚性挡墙墙后主动土压力分布与模型试验结果吻合得更好。     

软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙数值模拟

 基于软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙离心模型试验,建立原型挡墙三维精细化有限差分数值模型,探讨挡墙在上覆荷载作用下的性状及受力机制。研究结果表明,数值模型计算结果与离心模型试验结果吻合较好,显示该型挡墙具有很好的承载性能,能适应软弱地基的大变形;挡墙在上覆荷载下产生的变形增量和结构受力与填土内部潜在滑移面位置密切相关,当潜在滑移面位置超过连接件埋深范围时,连接件作用降低,使得挡墙变形和筋材拉力增量明显增大,不均匀沉降显著,而刚性墙面墙背水平土压力和连接件拉力减小;由于“张力膜效应”,下面布置有连接件的筋材较下面无连接件的筋材,其拉力要大一些;上覆荷载引起的作用在组合墙面上的水平荷载可采用朗肯主动土压力计算,设计上,宜按连接件多承担水平荷载考虑。     

整体面板式土工格栅加筋土挡墙现场试验研究

以赣(州)龙(岩)铁路整体现浇面板土工格栅加筋土高挡墙为工程依托进行现场原型试验.通过现场埋设土压力盒、柔性位移计和水平测斜仪等测试仪器,进行包括加筋土墙体基底应力、墙背侧向土压力、拉筋变形和墙面水平变形等内容的测试.测试结果表明:加筋土挡墙基底垂直土压力沿土工格栅拉筋长度方向呈非线性分布,最大值发生在拉筋中部附近,向拉筋两端方向逐渐减少;实测墙背侧向土压力沿墙高呈非线性形式分布,其值小于主动土压力;上部墙体拉筋应变沿筋长呈单峰值分布,下部墙体拉筋应变沿筋长呈双峰值分布;上部墙体潜在破裂面形状与“0.3H法“接近,而下部墙体潜在的破裂面形状与朗肯主动土压力结果接近;施工期墙面最大水平变形位置在挡墙的下部,竣工后墙面最大水平变形发生在墙顶处等.该结论为类似工程的研究与设计提供参考.     

加筋土挡土墙水平位移研究

视加筋土挡土墙为一粘结重力式挡土墙来考虑,受到墙后土压力作用时会产生水平位移,其大小是加筋土挡土墙墙面水平位移的重要组成部分。本文将加筋土挡土墙墙体等效成各向异性的弹性体,视为L宽度的悬臂梁,当受到墙背水平土压力三角形荷载作用时,分别计算纯弯曲和纯剪切两种情况下的水平位移。通过理论计算与工程实例测试结果比较,验证了该方法的正确性。     

塑料土工格栅加筋土结构的振动台试验研究

对塑料土工格栅加筋土结构的缩尺比例模型进行了振动台试验研究。试验过程中，采用两组试验模型，一组测定筋材的动应力应变；一组测定土筋间的动似摩擦系数。试验结果表明：塑料土工格栅筋材在地震作用下最大动拉应力的分布与静拉应力的分布沿筋材的埋深大致相同，只是应力的值大小不同；地震作用下土筋间的动似摩擦系数是随地震加速度的增加而减小。据此，提出了加筋土结构在地震区的设计建议。