翻译

挡土墙有限加固空间的技术说明
Dov Leshchinsky a,Yuhui Hu a,Jie Han b a土木与环境工程，特拉华大学，纽瓦克，DE19716，美国
b(CEAE)土木，环境与建筑工程系，美国堪萨斯大学，1530W,15号街，劳伦斯，堪萨斯州66045-7609，美国
2004年1月8日施行，2004年4月22日施行修
订版
摘要
当前加筋土挡土墙的设计认为安装无限长度的钢筋。

这个长度一般为墙体的0.5-0.7倍。

然而，通常有对此类空间的限制；例如，形成的基岩位于墙面背后一个很小的距离。

本说明的目的是在有限长度的前提下，评估所需长期强度的钢筋。

通过常规边坡稳定性分析的预测最初是被基于一个数值分析的连续力学来检查的。

依靠良好的协议，制定设计图。

由于有限的空间，图表可以减少侧向土压力系数的测定。

考虑到有限的空间，修订后的土压力系数可以用于目前的分析方法。

对于传统的墙壁保留有限体积的土壤，结果似乎是有效的。

与加筋回填有限的实验结果比较，显示了相当不错的协议。

2004年爱思唯尔有限公司保留所有权利
关键词：土工合成材料; MSE墙壁；挡土墙；侧向土压力；极限平衡
本文的一个版本是在2003年第十七次土木合成材料学会会议上最初提出的。

通讯作者电话：+1-302-831-2446，传真：+1-302-731-1001。

E-mail地址：dov@（ D. Leshchinsky）。

0266-11442004年爱思唯尔有限公司保留所有权利。

DOI：10.1016/j.geotexmem.2004.04.002544
D. Leshchinsky等。

/土工布和土工膜22（2004）543-553
1. 介绍
典型的土工合成材料加固的保留传统的设计方法产生的墙壁是0.5-0.7倍的H。

假设郎肯或库伦侧向土压力，计算所需的钢筋强度能得到充分的发挥。

事实上，Zornberg和Leshchinsky（2001）表明，大多数分析被全球用于侧向土压力的概念。

钢筋必须抵制这些侧向土压力，从而调动其拉伸强度。

抗拉性能是土壤和钢筋在接触面上相互作用实现的。

一个安全的
设计，与其他类型的挡土墙相比往往是更经济的。

不过，由于一些因素也会使大战背后的空间受到限制。

例如，天然岩石的形成，人工支护系统，甚至是背面到后端的墙面系统。

在这种情况下，可能没有可以利用的空间来进行加固。

此外，郎肯和库伦楔产生的侧向土压力推力可能不会在钢筋和土壤内发展从而影响钢筋的反作用力。

本文的目的是建议修改现有的分析程序，以便有限加固空间的理性思考。

这样修改，可以完美整合到现有的设计规范，或者能被单独用做边坡稳定的方法。

2.方法途径
进行了两种类型的分析。

一种是基于极限平衡使用计算机程序ReSSA2.0（LE）的（2003年阿达玛）。

对于目前的问题，Bishop的分析被使用了。

二是可在程序FLAC 4.0(Itasca,2002)中利用一种基于连续介质力学有限差分法(FD)程序。

使用强度还原法（Zienkiewicz等人，1975年），，在没有任何先验静立和运动力学假设时，FLAC有一个边坡稳定模式，使其能够处理一个极限平衡状态的岩土工程问题。

安全系数的计算在FLAC和LE中具有相同的定义，从而使对比比较显著。

从两个不同的分析途径得到结果的一致性也应该增加我们对每一种分析方法的信心。

事实
上,它应该确定不适用的方法,这种方法更容易运用传统的设计过程。

Leshchinsky和Han对LE进行了分析，ＦＤ已经证明多层钢筋墙具有良好的一致性。

有限空间建模问题的细节由Ｈu在2004年提出。

在数值模拟上有兴趣的读者可以参考这两个分析方法。

很明显,以案例分析为背景的验证将会是理想的。

然而，有凭有据的相关案例是很难找的。

在这部作品中只有一个有关案件被分析,它是局限于常规的重力墙。

不过,它可以用于客观地比较预测和测量主动侧向土压力系数。

依照数值验证方法，侧土压力系数被对有空间约束条件的ReSSA 确定。

因此,现有的方法可以用来计算出非常规SRW系统的内部稳定性。

这代表着合成侧向力和侧压力系数值适用于尽可能广泛的约束结构。

在边界，那里的空间不再是有限的（大于0.7倍的H），这个系数的价值通常用于分析。

3．建模的问题
对这个问题进行数值调查，随后制作设计图表，一个基线高五米的墙是指定的。

基础和“保留”土壤作为活性基岩消除外部效应对稳定性的影响。

各种无粘性的加筋填料被使用，重都是γ = 20 kN /立方米，内摩擦角f从200至450变化。

图1显示的是一个几何建模。

一个单加固层在挡土墙高度的三分之一处进行了模拟分析。

这个单加固层被视为相当于一个实际的多加固层。

(例如,它的效果等于所有层拉伸力的合力)。

在多加筋土的布局中被提出的失败模式不可能成为一个十分严重的问题，相对较小弹性模量荷载的土工合成材料的抵抗力被每个平面层分担。

然而,由一个单一的等效层表示可能使这种模式没有优越性，因为它并没有反映实际问题。

为了防止潜在的失败模式影响到结果,单层要嵌入岩石里面。

由于强大的附着力，其与岩石强大的“互动”,确保足够的粘结抗拉，从而使钢筋拉伸抗力提高到了容许值。

合理的用一个单加固层代替一个多加固层，它与侧向土压力相关，然后确保实际加固布局的足够抗拔力的需要被讨论。

当对于尖楔有足够的空间去形成时，沿着整个墙高的主动侧向土压力将形成，沿着450+φ／2的角度。

在工程案例中一个水平顶侧土压力系数,取决于被加固土壤的内摩擦角。

然而，当墙面以后的空间受到限制时，常规的沿着450+φ／2的角度的主动侧向土压力楔不能形成。

K a还取决于空间几何形状的限制。

理想化的不同几何形状限制充满被认为是通过改变基础宽度的填充,B,边坡的后段填充,m(图1 B)。

调查表明，
在工作中形成的设计图在分析中有独立尺寸参数价值(例如,5米高的墙)。

4.解侧向土压力系数
钢筋的力T 被ReSS 通过反复实验改变，从而达到
了一种极限平衡状态。

例如,计算的Fs 为1.0。

在这种状态下,一个有效的楔形式和横向力平衡，然后需要等效钢筋层的张力等于合成的侧向土压力Pa;T 和Pa 大小相等但是方向相反,从而维持在一个水平力的极限平衡状态。

以下的表示与传统的表达形式是一致的：
P a ˊ= K a ˊ×1／2γH 2
(1)
作用在挡墙上的是侧向土压力合力P a ˊ，K a ˊ是相
应的侧向土压力系数（国际通用），γ是单位填充物的重量，H 是挡土墙的高度。

T 是通过ReSSA 为约束空间问题计算的。

因为P a ˊ=T ，导出K a ˊ： H K T a 2/2γ=
T 是用ReSSA 计算的单一等效加固层长期强度的
要求，被需要用来创造一个极限平衡状态。

5．单加固层建模的基本原理
6．ReSSA 和FLAC 软件结果之间的比较
7．ReSSA和实验数据结果之间的比较
8. 设计图表
9．设计意义
10.结论
设计图表揭示了各种相关参数的影响，有一种一目了然的感觉。

同时,图可用于适用问题的设计。

然而,有很多现实的情况(例如,复杂的边界条件问题)下,设计图表不适用。

在这些情况下，利用边坡稳定性软件进行分析是可能的。

钢筋必须被锚定在它的尾部，以便于发挥其拉伸阻力。

由于多约束空间问题所需要的最大力的是典型的后面空间较大, 摩擦锚在钢筋和填料的接触面上没有足够的长度显露。

随后,设计的承载能力没有得到全面的发挥。

本说明没有提及这个设计方面。

事实上,它只有在适当的结构中才能被解决。

一个简单的方法是在基岩中安装锚定,然后把土工合成材料的背面和锚定或者连接处连接在一起。

(例如,使用水平u形锚;在钢筋斗和弯曲的部分插入加强的带)。

这种工作的结果提供这些锚所需的强度。

另一个方法是使用一个通常的在岩石界面处放臵填充的途径。

例如，使用台阶式挖掘法挖掘进入岩石。

这种台阶式挖掘方法不仅消除了潜在的弱接触面，而且为充分拉伸而锚固的钢筋
提供所必需的空间，从而使摩擦锚具的作用彰显。

(例如,锚杆设计标准)。

边坡的高度应该与加固间距相对应。

最后,这种工作的结果适用于常规挡土墙(例如,不仅MSE墙)。

使用该方法评估结果是可能的侧向作用力在墙上填满空间有限假设一个活跃的国家会产生。

用这个过程，假设在理想状态下，在有限的填充空间里作用在墙上的合成侧向力是可以被显露的。

鸣谢
这项工作的一部分由高分子增强土壤(CPReS),较大研究所(GSI),Folsom、宾西法尼亚州资助。

对这些支持表示极大的感谢。