超高加筋土挡墙有限元方法计算分析
浅谈有限元计算土工格栅挡墙的稳定性
浅谈有限元计算土工格栅挡墙的稳定性我国目前处于基建大潮当中，随着基建的深入开展，各种复杂地形、诸多受限条件，探索多种实用性挡墙结构较为迫切，加筋式挡土墙是利用加筋技术修建的一种支挡结构物，加筋土是一种在土中加入拉筋的复合土，它利用拉筋与土间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程性能，从而达到稳定土体的目的。
加筋土以其技术上的优越性、较为显著的经济性和广泛的实用性，越来越值得工程行业所重视。
本文就此前提，利用有限元法对加筋土挡墙的稳定性进行分析，所采用计算软件为Midas/GTS NX数值分析软件。
1有限元设计方法及原理有限元法是六七十年代发展起来的一种使用的数值分析方法，但当时并未流行使用，伴随数值模拟理论的成熟与计算机的广泛应用而被工程界日益重视与发展。
在实际工程领域中，研究对象的几何形状不规则，材料绝大部分为非均质、非线性。
有限元法把一个结构看成由有限个单元通过节点连接起来的整体，除去边界上被固定的节点外，对可以产生位移的各个节点，利用平衡条件求出它们的位移，然后通过节点位移求解各单元内力，因此有限元法在工程设计和研究中可以使许多复杂的工程分析问题迎刃而解。
1.1、土体本构关系：土体的本构关系即应力-应变的关系，是土体形状与土的物理力学性质的综合反映，通过一定的数学表达式来体现所发现的土体变形特性，关于土体材料强度理论有很多种，不同的理论适用于不同的材料。
通常认为，摩尔-库伦理论最适合土体情况，摩尔-库伦强度理论认为材料破坏是剪切破坏，在破坏面上的剪应力是法向应力的函数：=砂土的抗剪强度与作用在剪切面上的法向压力成正比，比例系数即为内摩擦系数。
粘性土的抗剪强度与砂土的抗剪强度增加一项土的粘聚力。
即：砂土：=粘性土：=由上述所得公式推导其极限平衡状态服从一下破坏准则[1]：1.2、加筋材与土体接触界面模拟土工格栅与土体接触面上，有可能因相对变形而产生滑移，或在接触面附近发生剪切破坏，但脱离周围土体的情况几乎不可能发生故本次采用Goodman接触单元模拟。
挡土墙有限元分析
挡土墙有限元分析
十、利用有限元软件对扶壁挡土墙进行的应力和振型分析。
（扶壁间距4m，厚
0.4m）
r=20.2kN/m2
C=0.041MPa
扶壁挡土墙截面尺寸（m）
解：
应力分析
一、建立计算初始地应力模型
1、建立几何模型
2、定义物理条件
定义施加边界条件：。
●施加重力荷载：
●定义材料特性
a) 挡土墙材料特性b)地基土材料特性
●定义单元组
●定义接触
网格划分
保存数据库为diyingli.in或diyingli.idb
3、求解
输入将要生成的求解文件diyingli.dat，ADINA开始求解4、静力分析后处理结果
5、后处理结果中提取地应力
二、建立土压力计算模型
1、增加新的几何模型
2、定义模型的物理条件(略)
3、网格划分
4、求解
●求解控制
●求解过程
输入将要生成的求解文件tuyali.dat，ADINA开始求解5、后处理
挡土墙与地基的有效应力分布挡土墙的有效应力分布
（x=3.9m，z=-0.4m）有效应力曲线（y=-2.1m，z=0.4m）有效应力曲线
（x=3.9m，y=-1.7m）有效应力曲线
模态分析
在tuyali.in的基础上删除墙后填土（保留重力荷载）一、求解
●分析类型设置
在求解类型中选择Frequencies/modes,然后点击，
二、后处理
●模态及频率
一阶模态二阶模态三阶模态
四阶模态五阶模态六阶模态
七阶模态八阶模态九阶模态
十阶模态。
土工格栅加筋挡土墙拉筋应变的实测与有限元分析
文章编号:1005-0574-(2008)03-0004-03土工格栅加筋挡土墙拉筋应变的实测与有限元分析孙吉书1, 杨春风1, 窦远明1, 郝舒微2(1 河北工业大学土木工程学院,天津300401; 2 河北省邢台市高速公路管理处)摘 要:结合实际工程的建设,实测了土工格栅加筋挡土墙不同填土高度时的拉筋应变;同时,应用AD INA非线性有限元软件,对土工格栅加筋挡土墙的拉筋应变进行了有限元数值计算与分析。
结果表明:有限元计算值与实测结果相一致,证明了AD INA有限元方法的合理性与可靠性,为土工格栅加筋挡土墙的设计、理论分析与工程应用提供了依据。
关键词:土工格栅;加筋挡土墙;有限元法;应变中图分类号:U417 1+15 文献标识码:AAbstrac t:The stra i ns of tensile bars i n t he re i nforced ea rt h reta i ning wa lls w ith geogr i d a t d ifferent fill he i ghtw ere m eas u red du ri ng the constructi on o f pro jects,w hil e calculati on and ana l ysis on these stra i ns w ere m ade w ith non linear fi n ite e le m ent AD I NA soft w are.T he resu lts ind i cate t hat the ca lcu l a ted va l ue i s consistent w it h t he m easured results and AD I NA m ethod is reasonab le and re liab le,t hus prov i d i ng a basis for design,theo re tic ana l y si s and eng i neeri ng app licati on.K ey word s:geogr i d;re i nforced earth reta i n i ng w a l;l fi n ite ele m ent me t hod;strain自20世纪60年代初,法国工程师维达尔(V i d al)提出加筋土专利技术以来,加筋土技术以其优良的工程性能得到了世界各国的普遍重视[1],在岩土工程中得到更为广泛的应用。
加筋土挡土墙加高设计优化分析
建筑技术·应用2021年12月第18卷总第413期Urbanism and Architecture152加筋土挡土墙加高设计优化分析陈家春（福建省建筑轻纺设计院有限公司，福建福州 350001）摘要：本文以实际工程为例，探讨在已建加筋土挡土墙上再建挡土墙的设计方案。
通过对重力式挡土墙、钢筋混凝土扶壁式挡土墙、加筋土挡土墙三种方案的经济性及可行性进行比较分析，发现重力式挡土墙造价最低，扶壁式挡土墙造价最高，但重力式挡土墙对下卧层的承载力要求较高，原有加筋土挡土墙属于填方地层，承载力存在不确定因素。
而加筋土挡土墙为柔性结构，对沉降敏感性优于其他两种方案。
同时，坡面可做绿化，与下挡土墙较为协调，景观效果好。
因此，加筋土挡土墙为最优的设计方案。
关键词：挡土墙；加筋土；重力式挡土墙；扶壁式挡土墙；设计［中图分类号］TU476.4 ［文献标识码］A DOI：10.19892/ki.csjz.2021.36.44Analysis on Optimal Heightening Design of Reinforced Earth Retaining WallChen Jiachun(Fujian Architecture & Light-Textile Design Institute Co., Ltd., Fuzhou Fujian 350001, China)Abstract: Taking practical engineering as an example, the paper discussed the design plans of raising the original reinforced soil retaining wall. Through the comparative analysis on the economy and feasibility of gravity retaining wall, buttressed retaining wall and reinforced soil retaining wall, the paper found that the gravity retaining wall had the lowest cost while buttressed retaining wall had the highest cost, and the gravity retaining wall has higher requirements for the bearing capacity of the underlying layer. The original reinforced soil retaining wall was the filling stratum, and the bearing capacity was uncertain. The reinforced soil retaining wall was a flexible structure, and its sensitivity to subsidence was better than the other two plans. At the same time, the face of slope could be greening to be more coordinated with the lower retaining wall, and the landscape effect was good. Therefore, reinforced soil retaining wall was the optimal design.Key words: retaining wall; reinforced earth; gravity retaining wall; buttressed retaining wall; design目前，城市用地日益紧张，建设用地向山地延伸，挡土墙大量使用。
加筋土挡墙动力特性有限元分析
无厚 度 的 ４结点 古， ＿ ｏｍａ） 元 的简化口， ￣ （ ｄ ｎ单 Ｇｏ Ｊ 而土 体单元 和筋 带单元 则通 过接 触单元 进行力 的 传递 ． １ 程序 框 图与计 算方法 ． ２
把 加筋 土挡墙 视为 连续 介质 ，其动 力方程 表
示 为
本 文拟 通过 动力有 限元分 析方 法来 探索加 筋
Ａｂｓｒ ｃ ： ｅｐ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｏｗｅ ｌｍｅ ｔｍｏ ｅ ｓｍａ ｅｂｙ ｔ ｅｃ ｍｂ ｎ ｔｏ ｆｔ ｅ ｄ ｖ ｒ ｅｔ ｅａ ｄ ｅｅ ｎ ， ｏ ｌ ｒｅｅ ｎ ｄ ｌ ｗａ ｄ ｈ ｏ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｏ ｃ ｙｐ ｎ ｌｍｅ ｔ ｓ ｕ ｈ
土工加 筋技 术是一 种在 土工结 构物 中或 者原
克模 型进行 非线性 数值 求解 …．
一
位土 体 中埋设 抗拉 性 能较好 的材料 ，而 使整个 士 工系统 的强 度和 稳定性 等 力学 性 能得到 明 显改善 的土 体加 固方法 ，工程 应用非 常 广泛 ． 目前 ，国
内对加 筋土 结构 的抗震 研究仍 处 于起步 阶段 ．因
该 方 法 正 确 有 效 ， 由此 在 工 程设 计 中 可 以通 过 针 对 加 筋 土挡 墙 的动 力程 序Ｒ Ｄ，预 测 挡 墙 的 动 力反 应 ． —
关键词 ：加筋土挡墙 ；动力有 限元 ；接触单元
中 图分 类 号 ：Ｔ ４ ６４ Ｕ ７． 文 献标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１７ —３ ４２ １）３０ １－ ３ ６ ２７０ （０ ００ －０ ６ ０
Ｐｏ ｒＣｈ ｒ ｃ ｅ ｅ ｅ ｔ ａ ｙ ｉ ｆ ｉ ｆ ｒ ｅ ｏ ｌ ｔ ｉ ｉ ｇＷ ａ ｌ ｗｅ ａ ａ ｔ ｒＥｌｍ ｎ Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｎ ｏ ｃ ｄ Ｓ ｉ Ｒｅ ａ ｎ ｎ ｌ Ｒｅ
加筋挡土墙计算算例
加筋挡土墙计算算例挡土墙是一种将土壤和水体分隔开的结构，主要用于防止土壤侵蚀和土地滑坡，同时还可以用于土地的平整和开垦。
加筋挡土墙是指在常规挡土墙的基础上加入了加筋材料，增加了挡土墙的稳定性和承载能力。
本文将以计算算例的形式详细介绍加筋挡土墙的设计与计算。
1.基本参数假设要设计一道加筋挡土墙，挡土墙的高度为6米，挡土墙前的土壤倾斜角为30度，挡土墙后的土壤倾斜角为15度，土壤的重度为20kN/m³。
2.土压力计算首先需要计算挡土墙前后的土压力。
挡土墙前的土壤倾斜角为30度，挡土墙后的土壤倾斜角为15度。
根据库埃特压力原理，挡土墙前的土压力为：F1 = 0.5 × H1 × γ × sin²θ1其中，F1为挡土墙前的土压力，H1为挡土墙高度，γ为土壤重度，θ1为挡土墙前的土壤倾斜角。
F1 = 0.5 × 6 × 20 × sin²30° = 90kN/m同样地，挡土墙后的土压力为：F2 = 0.5 × H2 × γ × sin²θ2其中，F2为挡土墙后的土压力，H2为挡土墙高度，θ2为挡土墙后的土壤倾斜角。
F2 = 0.5 × 6 × 20 × sin²15° = 43.33kN/m3.土压力剪应力分布计算挡土墙前后的土压力对挡土墙产生了剪应力，需要计算剪应力的分布。
根据库埃特压力原理，挡土墙前后的剪应力分布可以近似为梯形分布。
前侧梯形剪应力Ft1=(F1+F2)×H1/2后侧梯形剪应力Ft2=(F1+F2)×H2/2平均剪应力Ft=(Ft1+Ft2)/24.挡土墙的稳定性计算挡土墙的稳定性计算包括滑动稳定性和翻倒稳定性两个方面。
这里以滑动稳定性为例进行计算。
a.滑动稳定性计算挡土墙的滑动稳定性计算需要考虑挡土墙前后的摩擦力和剪应力的平衡。
加筋挡土墙在地震作用下的数值分析
加筋挡土墙在地震作用下的数值分析
首先，本文将利用有限元方法对加筋挡土墙进行模拟分析。
采用PISA 2D模型分析软
件对挡土墙进行建模，设定地震波荷载，建立地震作用下挡土墙的受力分析模型。
按照国
家相关规定和地震分级标准，选取合适的地震荷载分别进行分析。
其次，本文将探究加筋挡土墙在地震作用下的动力特性。
挡土墙在地震荷载下受到的
作用力将导致其发生振动，因此需要分析挡土墙的固有频率和振动模态。
我们可以通过模
态分析确定挡土墙的固有频率和振型，并且确定其自然频率与地震频率之间的关系。
通过
对挡土墙动力特性进行分析，可以更好地预测地震作用下挡土墙的响应。
最后，本文将进行加筋挡土墙在地震作用下的稳定性分析。
以挡土墙发生翻倒为判据，采用有限元软件求解挡土墙的受力分布情况，包括挡土墙的抗滑承载力和抗翻倒承载力。
同时，根据挡土墙的倾斜角度和应力分布等因素，评估挡土墙的稳定性并提出相应的改进
措施。
总之，加筋挡土墙在地震作用下的稳定性是一个复杂的问题。
本文将通过数值分析探
究其动态特性和稳定性，为挡土墙设计和改进提供一定的参考依据。
浅析加筋土挡土墙的设计及计算
浅析加筋土挡土墙的设计及计算摘要：对加筋土挡土墙的形式、材料要求和构造设计进行了简要阐述，并通过工程实例介绍了加筋土挡土墙的设计和计算方法。
关键字：加筋土挡土墙材料要求设计计算Abstract: on the reinforced soil retaining wall form, material requirements and structural design are briefly described, and an engineering case is introduced to illustrate the reinforced soil retaining wall design and calculation method.Keywords: reinforced earth, retaining wall, material requirements, design calculation中图分类号:U213.1+52.3文献标识码： A 文章编号：引言加筋挡土墙是利用加筋土技术修建的一种支挡结构物。
加筋挡土墙由墙面板、拉筋和填土三部分组成，借助于拉筋与填土间的摩擦作用，把土的侧压力传递给拉筋，从而达到稳定土体的目的。
加筋挡土墙地基承载力要求低，对各种地质条件适应性强；既是柔性结构，抗震性能优越，可承受地基较大的变形；又是重力式结构，可承受荷载的冲击、振动作用；且施工简便、外形美观、占地面积少，因此在高速公路建设中得到了越来越广泛的应用。
1、加筋挡土墙的断面形式加筋挡土墙横断面形式有矩形、倒梯形、正梯形和台阶式等几种，应根据具体条件与要求合理选择加筋体的断面形式。
在地形比较平坦的一般填方地段，且墙高不超过12m时，加筋体宜采用矩形断面（如图1-a），即拉筋长度在加筋体内均相同。
加筋挡土墙拉筋最小长度不宜小于3m，否则拉筋有被拔出的可能。
这是因为墙面板附近因不能使用重型机械碾压，填土处于未被充分压实的状态，拉筋体中埋设的拉筋不能沿其全长发挥出全部摩擦阻力。
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摘
要： 在现行计算方法 中 ， 通常都采用极限平衡法设计加筋土挡墙 。近年来 ， 国内外岩土工 程技术人员做 了不少
的工作 ， 传统 的算法 已有 了很大 的进展 ， 但仍有许多不完善 的地方 。文 中利用 Ｐ ｌ ａ ｘ ｉ ｓ 有 限元 软件 首先确定 了破裂面 与安全系数 ， 分析 了土工格栅加筋土 挡墙稳 定性 的各种 影 响因素 。并将 有 限元 强度 折减 法用 于加筋 土挡墙 的设
第３ ９卷
第 ２期
四川建筑科学研究
Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ １ ８ ５
２ ０ １ ３年 ４月
超高加 筋土挡墙有限元方法计算分析
王 旭， 刘一通 ， 刘 伟
（ 空军 工程设计研究 局机场工程设 计研 究室 ， 北京 １ ０ ０ ０ ６ ８ ）
Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ＆ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ６ ８ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ，ｌ ｉ ｍｉ ｔ ｅ ｑ ｕ ｉ ｌ ｉ ｂ ｒ ｉ ｕ ｍ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｏ ｔ ｆ ｅ ｎ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｎ ｇ ｇ ｅ ｏ ｇ ｉｄ ｆ — ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ｒ ｅ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ． Ｇｅ ｏ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｓ ａ ｔ ｈ ｏ ｍｅ ａ ｎ ｄ ａ ｂ ｒ ｏ ａ ｄ ｈ ａ ｖ ｅ ｄ ｏ ｎ ｅ ａ ｌ ｏ ｔ ｏ ｆ ｗｏ ｒ ｋ ｔ ｏ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｌ ｙ， ｗ ｈ ｉ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｒ ｅ ｌ ｏ ｔ ｓ ｏ ｆ ｄ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｆ ｒ ｓ ｔ ｌ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｌ ｉ ｄ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｂ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｏ ｇ ｒ ｉ ｄ － ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ｒ ｅ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ． Ｔ ｈ ｅ ａ ｕ ｔ ｈ ｏ ｒ ｍａ ｋ ｅ ｓ ｕ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｆ Ｅ Ｍ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｇ ｅ ｏ ｇ ｒ ｉ ｄ — ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ｒ ｅ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ， ｖ ｅ ｒ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ
关键词 ： 超 高加筋 土挡墙 ； 有限元 ； 强度折 减法
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｕ ４ ３ ２ 文 献标 志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８—１ ９ ３ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２—１ ８ ５— ０ ６ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ｒ ｅ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ０ ｆ ｂ ｙ ＦＥＭ
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