预应力返包式加筋土挡墙的动力响应分析

在地震作用下,返包式加筋土挡墙作为一种柔性结构常因侧向变形较大或局部产生破坏而影响其正常使用。为解决该问题,提出了预应力返包式加筋土挡墙结构。为完善预应力返包式加筋土挡墙的设计理论,运用拟动力法和附加应力法理论,以预应力返包式加筋土挡墙作为研究对象,结合现有的加筋土挡墙侧向动土压力和侧向位移计算理论,提出了一套用于计算预应力返包式加筋土挡墙侧向动土压力和侧向位移的理论公式。结合室内振动台模型试验验证了所提理论方法的可行性和合理性。该方法计算简洁,适用性广,能够较好地计算预应力返包式加筋土挡墙的侧向动土压力和侧向位移,对完善预应力返包式加筋土挡墙的设计理论具有一定的指导和借鉴意义。

返包式土工格栅加筋土挡墙动态行为研究

为研究返包式土工格栅加筋土挡墙在高速铁路列车荷载作用下的受力变形行为和作用机理,本文利用室内大型模型试验进行加筋土挡墙墙体加速度、动土压力、墙面变形、残余土压力及土工格栅拉伸应变等分布规律的研究。试验结果表明:加筋土挡墙内部竖向加速度受加载频率影响较大,加载频率10 Hz时加速度突然增大;墙面累积水平位移沿墙高呈S形分布,随着应力增大,水平位移最大值位置从墙中部逐渐向中下部移动;动土压力主要受动荷载大小及加载次数影响,沿墙高呈衰减趋势;动载卸载后残余土压力较小,经过增长后逐渐趋于稳定;筋材累积应变在填筑-静载-动载过程中呈增加-稳定-减小-稳定的趋势,沿拉筋长度方向呈单峰值或双峰值分布,峰值位置从高到低距墙面水平距离逐渐减小。

地震作用下返包式加筋土挡墙数值模拟

返包式加筋土挡墙是一种柔性面板挡墙,因其良好的地基适应性及地震安全性广泛应用于交通、市政和水利等诸多领域中。本文使用FLAC3D数值模拟程序对返包式加筋土挡墙墙面坡度、土工袋填料及筋材强度进行了抗震性能研究。研究结果表明:当墙面坡度<1∶0.30时,墙后侧向土压力分布均匀且数值较小,近似于一条竖向直线;当墙面坡度≥1∶0.30时,墙后侧向土压力分布规律一致且符合朗肯土压力理论。因此,当墙面坡度<1∶0.30时,加筋土结构应按加筋土边坡进行设计;当墙面坡度≥1∶0.30时,加筋土结构应按加筋土挡墙进行设计。土工袋填料种类对返包式加筋土挡墙地震动力响应几乎没有影响,在抗震设计时可不考虑其对挡墙的影响。筋材强度越高,返包式加筋土挡墙抗震性能越好,但筋材强度与挡墙的抗震性能不成正比例,由于加筋土结构的"加筋作用饱和"现象,大幅度提升筋材强度并不会使挡墙的抗震性能得到大幅度提升;因此,工程中在保证筋材强度达标的前提下需注意经济性。

返包式土工格栅加筋土高挡墙现场试验研究

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。

返包式加筋土挡墙结构试验研究

通过室内试验对返包式加筋土挡墙的作用机理进行讨论,并通过荷载分析和有限元软件优化返包筋材的结构设计,设计出更为合理、节约材料的筋带布置。对返包式加筋土挡墙在多级荷载作用下的稳定性进行分析,同时运用有限元软件进行数值模拟、将数值模拟结果和室内模型试验结果进行对比。模型试验表明,在土体中加入返包式筋材能有效地提高土体稳定性,在多级荷载作用下挡墙模型未发生明显破坏。同时在多级荷载作用下竖直荷载对挡墙侧向土压力沿墙高向下逐渐增加,水平荷载影响延墙高向下逐渐减少;水平荷载对土体稳定性的影响大于竖直方向的影响,返包筋材长度规律普遍沿墙顶向下先增长再逐渐减少。

锚定板对返包式加筋土挡墙性能影响数值模拟研究

由于加筋土挡墙结构具有轻便、造价低廉、抗震性能优越等优点,被广泛应用于国内外工程实践中。文中以某高速铁路路基返包式加筋土挡墙为原型,运用有限差分软件FLAC^(3D)对其建模分析,并通过控制土体的抗剪强度指标的方法研究锚定板的增设对加筋土挡墙面板水平位移和格栅拉应力的影响,同时对土工格栅参数如加筋长度、格栅竖向间距指标对锚定板锚固效果的影响进行了相关研究。

墙顶荷载对加筋土挡墙工作特性影响的试验研究

为了研究返包式土工格栅加筋土挡墙在墙顶荷载作用下的受力和变形状态,分析其作用机制,通过室内模型试验,进行包括加筋土墙体垂直和水平土压力、应力扩散角、侧土压力系数、墙面水平变形和竖向沉降及土工格栅拉伸应变等分布规律的研究。试验结果表明:加筋土挡墙内垂直土压力沿筋材长度方向呈非线性分布,最大值位置从加载前位于筋材中部附近逐渐移动到加载点下;靠近墙面位置侧土压力沿墙高逐渐从加载前与自重应力线性相关变化为加载后从高到低逐渐减小的分布规律,其值小于主动土压力;实测应力扩散角较非加筋土体大,稳定的应力扩散角约为50°;侧土压力系数与荷载大小成正比,其沿墙高分布规律与水平土压力相似;墙面累积水平位移沿墙高呈"S"形曲线分布,最大值位于中下部;筋材应变沿其长度方向呈单峰值和双峰值的分布,峰值出现位置距墙脚的水平距离从高到低逐渐减小。