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。     

台阶宽度对加筋土挡墙垂直应力的影响研究

 为了研究台阶式加筋土挡墙平台宽度对下墙墙体垂直应力大小及分布的影响,进行3组不同平台宽度的台阶式加筋土挡墙室内模型试验。试验结果表明：台阶式加筋土挡墙基底垂直应力随着填土高度的增加而增大,最大值出现在墙面板附近;随着墙间台阶宽度的增加,基底垂直应力沿筋长的分布形式由“V”字形逐渐过渡到倒“S”形;过大的台阶宽度对双级加筋土挡墙基底垂直应力的减载效果不明显;修正的FHWA方法和修正的Gray弹性解方法可较为准确计算基底垂直应力;随着墙顶荷载加载位置距墙面板距离的增加,基底垂直应力逐渐减小;墙顶施加荷载后下墙筋材中后部垂直应力增长较大,而拉筋始端垂直应力变化较小。     

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.     

超高加筋土挡墙的离心模型试验及其在三峡库区移民工程中的应用研究

以三级超高加筋土挡墙(高57m)为例,进行了挡墙的填土含水量、颗粒分析和比重测定以及填土加筋(CAT复合筋带)和不加筋的固结不排水直剪试验;在填土未加筋、加一层筋和加二层筋时,按单级剪切试验(单级筋)和分级加荷剪切试验(多级剪),分别进行了三轴不固结不排水剪切试验.对加筋土挡墙进行了有限元分析和计算.进行了加筋土挡墙的离心模型试验,试验分施工期和使用期,分别进行了填土土压力、面板和填土的沉降以及第一级加筋土挡墙上拉筋的受力分析.从加筋土基本原理、挡墙内部和外部稳定性方面,阐明土体加筋后的加固原理和挡墙的加固机理;叙述了挡墙的破坏形式,剖析了其破坏机制,进行了工程事故的原因分析.进行了加筋土挡墙修复工程的现场试验,得出结论为土体加筋后的抗剪强度指标c值提高较大;挡墙墙背土压力呈两头小、中间大的分布规律;加筋土挡墙的变形比较大,是一种柔性结构;CAT复合拉筋的拉力出现2个峰值,且墙高不同处的拉筋拉力不同;加筋土挡墙的设计应从内部稳定性和外部稳定性2个方面进行;提出了加筋土挡墙设计计算的方法和步骤;填土的密实度是影响拉筋拉力的主要因素之一;分析了加筋土挡墙的加固机理和破坏机制;加筋土挡墙是一种整体复合结构,可适应较大的变形;有限元分析计算结果、离心模型试验与工程实际情况比较接近.     

路堤式加筋土挡墙的试验研究

对铁路路堤式加筋土挡墙的墙面板水平土压力、墙后土体垂直土压力及加筋材料变形进行了现场原位试验,分析了加筋土挡墙面板水平土压力沿墙高的变化及分布规律、墙后土体垂直土压力变化及加筋材料的变形随填高及时间的变化规律。路堤式加筋土挡墙的面板水平土压力沿墙高呈曲线型分布,同一水平面同一层拉筋的不同位置垂直土压力不一致,实测垂直土压力与理论垂直土压力的比值随距面板的距离增大而线性增大,并得出了路堤式加筋土挡墙的破裂面。     

不同墙趾约束条件下模块式加筋土挡墙离心模型试验

开展了墙趾正常约束、仅对模块–基座界面作光滑处理、仅对基座–地基界面作光滑处理,以及对基座–地基界面作光滑处理且将基座前方土体挖除这4组不同墙趾约束条件的模块式加筋土挡墙离心模型试验,以研究工作应力下墙趾约束条件对挡墙内部稳定性的影响。研究结果表明,墙趾约束条件对模块式加筋土挡墙内部稳定性影响显著;对模块–基座界面作光滑处理的挡墙,其底层模块沿该界面滑移,挡墙中下部的墙面水平位移和筋材应变明显增大,筋材连接力沿墙高呈三角形分布;对基座–地基界面作光滑处理的挡墙,基座前方地基土仍可给基座提供足够的墙趾约束作用,挡墙内部稳定性同墙趾正常约束情况;对于基座–地基界面作光滑处理后又将基座前方土体挖除这种模拟墙趾受到冲刷的挡墙,其基座沿该界面滑移,挡墙中下部的墙面水平位移和筋材应变显著增大,筋材连接力接近极限状态AASHTO法计算的筋材最大拉力,但挡墙仍能保持稳定;在墙趾可能受到冲刷的极端情况下,挡墙在设计上不应考虑墙趾的约束作用,而对于正常服役状态的挡墙,可采用考虑墙趾约束作用的K-刚度法进行挡墙内部稳定性的计算。     

土工格栅返包土工袋加筋土挡墙的地震响应分析及设计建议

为了研究土工袋加筋土挡墙在地震作用下的抗震性能,开展了大型的振动台模型试验。结果表明：随着加载的持续进行,挡墙模型的自振频率降低,阻尼比增加;PGA放大系数随输入地震动峰值加速度的增大而减小,墙高对PGA放大系数的影响反倒不大。土工袋加筋土挡墙的峰值动土压力呈现“中间小,两头大”的分布规律,且墙高越高,输入地震动峰值加速度越大,峰值动土压力越大,而不同地震波形的频谱差异对土压力量值和分布的影响较小。通过数值模拟研究了坡度对土工袋加筋土挡墙力学特性的影响,认为土工袋加筋土挡墙墙后侧向土压力和筋材的拉应力随着墙体坡度的增大而增大,当墙体坡度小于1∶0.75时,侧向土压力较小;当墙体坡度大于1∶0.75时,墙后土压力迅速增加,土压力的分布图式类似呈三角形分布。筋材的拉应力沿长度方向呈单峰型分布,各层筋材的拉应力随上覆填土厚度的增加而增大,但增加的幅度逐渐减小。另外,土工袋加筋土挡墙的剪应变增量、活动区范围以及位移均随墙体坡度的增大而增大。     

两种加筋土挡墙的现场拉拔试验

1前言加筋土挡墙是使用各种型式的土工合成材料或钢筋混凝土材料对土体加筋，拉筋一方面布置于填土中，增强土体的抗剪力强度并减小其变形，另一方面与面板相连，借助面板挡护土体并约束面板的变形。由于这类复杂文档结构型式的多样化，对其产生的应力、应变及破坏型式的研究就直接关系到它的发展和推广。类似于图1所示的加筋土挡墙结构计算的主要内容是拉筋，其破坏的型式可能有：（1）由于拉筋本身强度不足而产生拉筋断裂；（2）拉筋与混凝土块握裹力不够引起钢筋与混凝土块分离；（3）拉筋所能提供的视摩阻力不够，连同面板产生相对于填…     

Behaviour of geogrid reinforced soil retaining wall with concrete-rigid facing

Monitoring was carried out during construction of a cast-in-situ concrete-rigid facing geogrid reinforced soil retaining wall in the Gan (Zhou)-Long (Yan) railway main line of China. The monitoring included the vertical foundation pressure and lateral earth pressure of the reinforced soil wall facing, the tensile strain in the reinforcement and the horizontal deformation of the facing. The vertical foundation pressure of reinforced soil retaining wall is non-linear along the reinforcement length, and the maximum value is at the middle of the reinforcement length, moreover the value reduces gradually at top and bottom. The measured lateral earth pressure within the reinforced soil wall is non-linear along the height and the value is less than the active lateral earth pressure. The distribution of tensile strain in the geogrid reinforcements within the upper portion of the wall is single-peak value, but the distribution of tensile strain in the reinforcements within the lower portion of the wall has double-peak values. The potential failure plane within the upper portion of the wall is similar to “0.3H method”, whereas the potential failure plane within portion of the lower wall is closer to the active Rankine earth pressure theory. The position of the maximum lateral displacement of the wall face during construction is within portion of the lower wall, moreover the position of the maximum lateral displacement of the wall face post-construction is within the portion of the top wall. These monitoring results of the behaviour of the wall can be used as a reference for future study and design of geogrid reinforced soil retaining wall systems.     

土工格栅加筋石灰土挡墙工程特性试验研究

以河北省保（定）沧（州）高速公路模块式土工格栅加筋石灰土挡墙为工程依托,以现场原型试验为手段,系统研究了该结构工作状态下的基底竖向土压力、墙面板背部侧向土压力和土工格栅拉筋应变分布规律。试验结果表明：基底竖向土压力沿筋长近似呈梯形分布,其大小一般小于理论值,最大值发生在墙背附近,且随竣工后时间的延续有下降的趋势;实测墙背侧向土压力沿墙高呈非线性增长分布,数值小于主动土压力;实测拉筋应变沿筋长呈单峰值分布,且数值均小于0.6%。试验结果可以为类似工程的设计、研究提供参考。     

平动模式下考虑剪应力作用的刚性挡土墙主动土压力计算

以墙后为无黏性填土的刚性挡土墙为研究对象,假定破裂面为通过墙踵的平面,且墙后土体中形成圆弧形土拱,考虑滑动土楔内水平土层间的平均剪应力,修正水平层分析法,得到平动模式下主动土压力的表达式。通过与文献中模型试验结果和现有理论成果的对比分析证明了修正方法的合理性。参数分析表明,水平土层间的平均剪应力和主动土压力一样,沿墙高为非线性分布,主要受墙背倾角、墙土摩擦角、填土内摩擦角等因素的影响。对于墙背竖直或墙背较陡且比较粗糙的挡土墙,考虑水平土层间平均剪应力作用算得的主动土压力合力作用点位置高于库仑解且低于不考虑剪应力作用的理论解答,而对墙背较缓且比较光滑的挡土墙,情况则正好相反。而且,不论是否考虑水平土层间的平均剪应力,主动土压力合力作用点位置都会随墙背变缓而降低。     

Estimation of seismic active earth pressure on reinforced retaining wall using lower bound limit analysis and modified pseudo-dynamic method

Present study estimates seismic active earth pressure on the reinforced retaining wall by combining the lower bound finite element limit analysis and the modified Pseudo-dynamic method. A series of parametric analyses are performed by varying seismic acceleration coefficient, time period of seismic loading, soil friction and dilation angles, reinforcement spacing, length of reinforcement, soil-reinforcement interface, damping ratio of soil, soil-wall interface, wall inclination, and ground inclination. Maximum active earth pressure is exerted when natural time period of reinforced soil matches with the time period of an earthquake. Reinforcement is found to be effective in terms of reducing active earth pressure significantly on the wall subjected to seismic loading. Effectiveness of reinforcement depends upon two factors, namely vertical spacing and soil-reinforcement interface friction angle. For relatively smaller reinforcement spacing, soil-reinforcement behaves like a composite block, which helps to constraint stresses within a small area behind the wall. Maximum tensile resistance is developed when fully rough interface condition is assumed between soil and reinforcement layer. Failure patterns are provided to understand the behaviour of reinforced retaining wall under different time of seismic loading.     

格栅条带式加筋胎面挡土墙变形性能数值计算

采用土工格栅加筋的方法提高废旧轮胎挡墙的承载性能,促进废旧轮胎挡墙的推广应用,通过数值计算方法分析了不同墙顶荷载下有无土工格栅加筋的废旧轮胎挡墙的水平变形与竖向沉降反应特征,得出铺设土工格栅加筋的方法可显著减小墙体的水平变形和竖向沉降,提高废旧轮胎挡墙结构的承载能力,随着外荷载的增加,墙体变形模式依次呈凹凸微小变化型、“弯弓”型、“似弯弓”型和“鼓腮”型和直线型。考虑土工格栅的加筋长度、竖向加筋间距以及格栅加筋刚度3种因素对废旧轮胎+土工格栅加筋土挡墙的水平变形的影响,得出在废旧轮胎加筋土挡墙设计中,建议土工格栅的加筋长度选取范围为0.5H～0.7H,土工格栅竖向间距的选取范围为0.4 m~0.7 m,格栅刚度不宜大于5 000 kN/m。     

软土地基加筋土挡墙数值模拟及稳定性探讨

 对一软土地基加筋土挡墙建立二维数值模型,模拟其在分级堆载情况下挡墙和地基内的沉降、水平位移、土压力,以及土工格栅轴向应变的变化规律,模拟结果与现场实测结果基本吻合。采用有限元强度折减法计算的挡墙稳定性和滑裂面位置与实测情况一致,表现为深层滑动失稳。模拟和实测的各层筋材最大应变出现在距墙面4～6 m的位置,与目前土工合成材料加筋挡墙设计理论的朗肯破坏面位置不同,其原因是目前的挡墙设计理论基于刚性地基假定,未考虑地基变形对筋材应变分布及稳定性的影响。采用该数值模型探讨加长挡墙底部筋材对其稳定性的影响,得出挡墙稳定性与底部筋材加长长度和层数关系密切。得到的挡墙稳定性与筋材加长长度和层数的关系曲线,对于软土地基加筋土挡墙设计有指导意义。     

弹性索理论在加筋土挡墙结构设计中的应用研究

在差异沉降现象下,现阶段关于加筋土挡墙面板与筋材连接处的结点应力及筋材的变形情况的研究尚少。例如软土地区地基较软处加筋土挡墙易发生差异沉降,其相关理论的不完善也导致了加筋土挡墙的区域适用性降低。为完善加筋土挡墙的设计理论,运用弹性索理论为理论基础,以加筋土挡墙面板与筋材的连接处为研究对象,结合现有的加筋土挡墙变形及其土压力计算理论,提出了一套差异沉降下加筋土挡墙筋材应力分布及其变形曲线的计算方法。通过理论分析,并结合室内模型试验数据验证了该方法的可行性和准确性。该方法具有计算简便,适用广泛等特点,能够较好地解释面板与筋材连接处的破坏形式,对完善加筋土挡墙的设计理论,特别是沉降控制设计方面具有一定的意义。     

加筋土挡墙中加筋与土之间的摩擦性质初探

本文通过对室内土与加筋之间的剪切试验及现场加筋拉拔试验的分析,得出土与加筋之间的剪切性质可用莫尔-库仑强度包线来表示,并建议在加筋土挡墙设计中考虑土与加筋之间的粘着力作用。本文还指明了,旨在保证加筋土结构设计的安全性、合理性及经济效果方面,用室内试验方法预报的途径。     

三向应力作用下的Rankine被动土压力公式

基于Mohr-Coulomb理论推导的Rankine被动土压力计算公式,只考虑大小主应力的影响,没有考虑中间主应力的影响,而三向应力作用的双剪强度理论克服了Mohr-Coulomb屈服准则的不足,使被动土压力公式在三向应力作用下推导出来,更加符合实际,实例演算表明三向应力状态下的被动土压力值大于经典Rankine被动土压力值,计算结果用于设计更偏于安全。