失稳加筋土挡土墙加固方案及技术评价

加筋土挡土墙是国内外广泛采用的挡土墙建设技术。由于交通荷载的急剧增加和该类挡土墙的固有缺陷,国内有多处加筋土挡土墙产生变形甚至倒塌。以山东省荷泽市人民路立交桥加筋土挡土墙失稳为例,对其失稳的内在根源和力学机制进行分析。通过多种加固方案对比,确定以压力注浆、双向斜拉预应力锚固、挂网喷射混凝土等技术为主的综合加固治理方案;运用数值模拟层次分析方法,分别对实施不同技术措施所产生的加固效果进行分析。研究结果表明,斜拉预应力锚杆抑制失稳加筋土挡土墙上部的纵向开裂和墙趾剪切破坏带的塑性滑移,并提供较高的抗拉强度、刚度和较快的增阻速度;混凝土喷层使墙面弧形外鼓得到约束。经现场实施综合加固方案,监测结果显示加固工程取得预期效果,表明该技术方案对类似问题具有推广应用价值。

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。

南昆铁路路基边坡工程技术研究

南昆铁路路基地段长,工程难度大,在铁路建设中,路基边坡工程是主要的技术关键之一。对此,开展了碎 裂膨胀岩路基边坡处理、破碎软岩路堑高边坡挡护和路堤高边坡新型支挡结构(锚拉式桩板墙,新型拉筋加筋土挡土墙)等项结合工程的科研试验,取得突出成果,为南昆铁路的顺利建成和安全运营提供了科学依据。

高轻型支挡结构在山区高速公路上的应用研究

结合云南省高速公路工程中高轻型支挡结构实体工程建设及原位测试分析，从结构组成、适用条件、工程应用及原位测试四个方面介绍了锚索桩板墙、锚定板挡墙和加筋土挡墙等高轻型支挡结构的应用情况。研究表明：高轻型支挡结构克服了传统支护结构的缺点，施工简便且节省工程造价；当填方高度在12.0—15.0m之间时，高轻型支挡结构在地质适宜性、安全可靠、经济合理、技术可行、环境效益等方面与重力式挡土墙、桥梁对比具有明显优势。

填料应力控制的预应力筋预拉力的合理取值

预应力加筋土挡墙内部的应力分布影响挡墙的力学性能,控制预应力筋的拉力值可以有效控制加筋区的应力分布。首先研究了该类型挡墙的数值模拟方法,将其结果与模型试验结果对比验证了数值模拟方法的可靠性,进而利用有限元方法对单层预应力加筋土挡墙内的应力分布、塑性区大小及筋带预拉力合理取值进行研究。研究结果表明:增大预应力筋的预拉力会引起侧压板附近的填料产生贯通的塑性区,随着预拉力的增加,塑性区向墙面板发展,并使墙面板的位移增加,预拉力的增加应避免塑性区贯通。填料在预应力作用下产生的水平应力沿筋长方向呈中间小两端大的分布形态。引入了破坏比系数表示填料的应力达到抗剪强度的比例,发现增加预拉力系数会使填料的平均破坏比系数先减小后增加,表明填料存在最优的安全状态。预拉力的合理取值由侧压板附近是否出现贯通的塑性区和填料的最优安全状态来控制。增加预应力筋长度与挡墙高度比可以提高填料的抗剪强度,预拉力合理取值的上限和下限相应增加,进而对预拉力合理取值提供了理论依据。

预应力加筋体水平土压力及作用机理研究

采用缩尺模型试验及三维有限元模拟研究了预应力筋长度对加筋体水平土压力分布的影响及加筋体中预应力筋的预拉力作用机理.研究表明:墙背土压力的大小与分布规律与预应力筋长度无关;预拉力作用下,预应力筋位置填料的水平土压力沿筋长方向呈两端大中间小的分布规律,其中部填料的水平土压力值增幅随预应力筋长度的增大而减小;随着预拉力的增加,填料水平应力值会超过竖向应力值并与大主应力值完全重合;填料的平均破坏比系数呈先减小后增大的变化趋势,填料的应力水平表明在预拉力作用下填料存在最优的应力状态.

顶部荷载作用下预应力加筋土挡墙性能的试验研究

无黏结预应力加筋土挡墙可以对填料施加主动约束。采用增大填料密度法建立该挡墙的缩尺模型试验,在非加筋区顶部施加荷载,分析在施工和加载阶段墙体的水平位移、墙顶沉降、预拉力损失、水平土压力和基底土压力的分布及其发展规律。试验结果表明:加载后,当荷载达到15%极限荷载时,各层墙面板位移开始增长,增幅从第1层到第4层依次增大;墙顶加筋区中部出现“隆起”,非加筋区在80%极限荷载下出现了不均匀沉降;伴随着预拉力损失,加筋区内各层水平土压力随之减小,但第1层~第3层最大减小幅度要远小于预拉力的损失幅度;由荷载引起的基底土压力增量的分布情况表明,加筋区能有效阻挡附加竖向土压力的扩散。

预应力筋预拉力对预应力加筋土挡墙稳定性影响

采用有限元法对刚性基础上无粘结预应力加筋土挡墙的稳定性进行数值分析。对挡土墙顶部逐步增加荷载研究其稳定性,以特征点处位移突变作为失稳判据。讨论了预应力筋的预拉力值对稳定性的影响,并推导出稳定性计算公式。结果表明:随着预拉力值的增加,失稳时加筋体内塑性区逐渐下移,塑性区与水平线夹角越来越小,加筋体内最小主应力值与挡土墙的稳定性都会增加。公式推导出的失稳荷载值与数值分析结果吻合较好。

兰州地区某黄土高填方边坡的稳定性分析与联合支护设计

以西北某高陡填方边坡为依托,通过稳定性计算和数值模拟等手段对该边坡的稳定性进行详细分析,并提出相应的联合支护设计方案。结果表明:对于高陡填方边坡的稳定性计算推荐采取不同的方案,对于原边坡可根据规范进行稳定性分析;对于边坡的支挡设计可根据边坡的坡度、填方量和边坡部位等因素划分断面分别计算。该计算结果在保证安全的同时对支挡结构的设计及选取也具有较好的针对性。对于高填方边坡的坡顶可采取加筋土挡墙支护设计;对于填方量较大且坡度较陡的坡面,推荐采用预应力锚索框架结构;坡脚可采用重力式挡土墙。通过控制施工填筑速率和提高压实度等方法,可有效减小黄土高填方边坡的工后沉降和位移。

广西南宁收费站扩建工程挡土墙方案比较分析

文章以广西南宁收费站扩建工程挡土墙设计为例,介绍在挡土墙设计中遇到地形条件复杂、设计不能满足要求的情况时,对三个挡土墙设计方案的比较分析过程,为扩建工程挡土墙设计提供参考。

张家港市五节桥港交通桥加筋土挡墙病害分析及加固研究

结合现场勘察,对病害原因进行了分析,提出了挡墙支护和预应力锚杆加固两种加固处理方式,从技术特点和经济性角度优选预应力锚杆加固方式,对同类工程具有指导意义。

锚杆在重力式挡墙加固中的应用研究

文中以实际工程为例,分析了锚杆在挡墙加固中的受力机理,并结合观测资料,对加固效果进行了评价,以期对类似工程提供借鉴。

预应力悬锚式挡土墙受力特性

为了研究不同侧向预应力水平及竖向荷载对预应力悬锚式挡土墙墙背土压力、锚定板板前土压力、墙身剪应力分布特性的影响规律,设计了室内模型试验及数值模型并对悬锚式挡土墙受力特性进行测试与计算分析。研究结果表明:侧向预应力作用下,挡土墙墙背土压力呈抛物线分布并在锚杆处呈现峰值,锚定板板前土压力沿板宽度方向呈"马鞍型"分布并以约35°角向两侧扩展,锚定板板前土压力沿锚索轴向的压缩影响范围约2倍板宽;竖向荷载作用下,挡土墙侧向土压力呈"S"形分布,靠近挡墙底板位置处墙体剪应力急剧增大,应加强该类挡土墙根部配筋设计。结论可为预应力悬锚式挡土墙在公路建设中的推广和应用提供借鉴。

预应力对拉式挡土墙受力特征模型试验研究

为研究不同结构参数下预应力对拉式挡土墙的力学行为,设计制作室内模型试验装置,通过研究其力学机理,开展不同预应力水平、不同锚杆布设位置的模型试验。研究结果表明,由于锚杆(索)对墙体的侧向约束作用,在侧向预应力作用下,墙身向填料方向移动,并随着锚杆预应力的增加,墙体由T模式逐渐演化为T+RB模式,墙背土压力逐渐增大,且呈抛物线型分布特征,峰值位于锚杆处。依据试验结果,推荐了最优锚固位置,提出锚杆预应力施加范围及最佳预应力。研究成果可用于指导预应力对拉式挡土墙的设计计算。