加筋土挡墙变形研究现状及其发展趋势
加筋土挡土墙的发展与研究

加筋土挡土墙的发展与研究摘要:加筋土挡土墙是特种结构中非常重要中图分类号:[TU997]的结构,是道桥工程、建筑工程、矿山工程和市政工程中应用很广的一种支挡结构。
本文主要从加筋土挡土墙的发展概况、优缺点、材料与构造设计这几个方面进行阐述,以供交流。
关键词:加筋土挡土墙填料拉筋面板引言:现代加筋土的概念和设计理论是20世纪60年代法国工程师Henri Vidal首创的根据他的设计理论于1965年在法国普拉聂尔斯成功修建了世界上第一座加筋土公路挡土墙,该项工程立刻引起了世界工程界的浓厚兴趣,引起了世界各国的重视,得到很高评价。
国外誉之为仅次于钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土的又一次发明。
自此之后,世界各国普遍开展了加筋土技术的研究和工程试验。
1. 加筋土挡土墙的定义加筋土挡土墙是利用加筋土技术修建的一种利用轻型支挡结构物,是有墙面板、拉筋、填料三部分组成的结构物,如图所示。
它依靠填料与拉筋之间的摩擦力作用,平衡填料作用于墙面上的水平土压力,使之形成整体,抵抗其后部填料产生的土压力。
2.加筋土挡土墙的分类(1)加筋土挡土墙按其断面外轮廓形式,一般分为:①单面式加筋土挡土墙;②双面式加筋土挡土墙,又分为分离式、交错式加筋土挡土墙;③台阶式加筋土挡土墙。
(2)加筋土挡土墙按其断面结构形式,一般分为矩形、正梯形、倒梯形和锯齿形;(3)加筋土挡土墙按拉筋的形式可分为条带式加筋土挡土墙和满铺式加筋土挡土墙。
3.加筋土挡土墙的发展概况日本于1967年引进了该技术,并在70年代初开始进行模型研究,专门研究了其抗震性能,将其用于铁道建设中。
美国在1972年修建加州39号公路时开始使用该项技术,并成立了专门的研究机构从事有关研究和应用工作,其研究和推广速度相当快。
其它国家也先后使用和推广了加筋土技术。
加筋土工程已从加筋土挡墙发展并应用到护岸、堤坝、桥台、铁路、公路路堤、建筑物基础、码头、防洪堤、水库、尾矿坝、储仓及核设施、军用设施等多个领域。
土工合成材料加筋土挡墙设计方法的研究

土工合成材料加筋土挡墙设计方法的研究摘要: 在分析了土工合成材料加筋土挡墙破坏形态的基础上, 总结归纳了国内外有关土工合成材料加筋土挡墙极限平衡法、极限状态法和有限单元法三种设计方法的发展及研究现状, 提出了该结构的设计发展方向。
关键词: 土工合成材料加筋土挡土墙设计破坏中图分类号:tu476+.4文献标识码: a 文章编号:1 挡墙的破坏形式土工合成材料加筋土挡墙的破坏形式主要有三类: ①外部稳定性破坏; ②内部稳定性破坏; ③加筋土挡墙的变形破坏。
目前国内外加筋土挡墙的设计主要是基于①、②进行稳定性验算的。
外部破坏一般表现为结构的整体失稳、倾覆等, 其力学行为与重力式挡墙相似, 破坏的主要表现形式有平面滑动、倾覆破坏、地基破坏和深层滑移。
内部破坏发生在加筋土体的内部, 主要表现为拉筋材料的拉断破坏、拔出破坏以及由于拉筋和面板连接处的局部应力超过构件的构造强度发生的连接件破坏。
变形破坏是指加筋土结构虽未发生整体失稳, 但由于其变形过大而丧失正常的使用功能, 主要包括加筋土挡墙墙面的过大变形和地基的沉降破坏两种形式。
在实际工程中, 加筋土支挡结构的破坏往往表现为综合性的破坏,各种破坏形式互相交叉、互相转化。
2 设计方法概述土工合成材料加筋土挡墙的设计方法很多, 但可归纳为极限平衡法、极限状态法和有限单元法三种。
极限平衡法和极限状态法是用于分析加筋土挡墙极限破坏时的稳定安全系数, 有限元法则用于分析加筋土挡墙在工作应力状态和极限破坏状态时拉筋材料的拉力分布与土体变形情况。
一个完整的加筋土挡墙的设计分析应包含极限平衡分析、工作应力状态分析及墙体变形量的估算等内容。
2.1极限平衡法目前, 土工合成材料加筋土挡墙的设计方法普遍采用极限平衡分析方法。
该方法是对加筋土挡墙进行稳定性验算, 即分析计算墙体整体结构内、外部稳定破坏所需的拉筋材料强度及应力分配。
外部稳定性设计分析是将加筋土体视为具较高强度的复合土体, 再依据传统重力式挡土墙外部稳定性设计分析方法进行计算。
加筋土挡土墙设计与应用研究

加筋土挡土墙设计与应用研究摘要:加筋挡土墙因其具备的经济性和技术性优势,在建设中得到了广泛应用。
本文详细梳理了加筋土墙的发展历史和我国加筋土挡土墙的应用情况。
同时,调查了加筋土挡墙常用材料和性能指标;进一步就加筋土挡墙的规范设计方法和其他设计方法进行了梳理,指出现阶段设计方法的不足指出和发展方向。
关键词:加筋土挡土墙;材料;性能;设计方法1 引言加筋土挡土墙是现阶段市政道路挡墙建设中,使用较为广泛的一种挡土墙,其建设成本较低,实用性较高,特别适用于地形复杂的地段。
加筋土挡土墙的作用主要是承受侧压力,利用填料与筋带之间的摩擦力,达到稳固岩土结构的目的,其主要由填料、筋带和混凝土面板构成,在地形比较复杂的地方使用有较大优势,特别是当项目建设空间狭小,无法修筑传统挡土墙。
加筋土工程起源于法国,由亨利·维达尔 (Henri Vidal) 于1963年所发明,他首先研究了土中加筋的作用,而后付诸于实践[1]。
1965年冬季,法国建成了世界上第一座加筋土挡土墙。
日本于1967年便将此项技术引进,并且在日本国营铁路进行了原型实验,后又进行了该结构对地震的适应性试验。
1972年,美国第一个加筋挡土墙修建于加利福尼亚州洛杉矶东北部的39号高速公路[2],而后该技术被大面积推广,且于1974年被批准可以代替传统的施工方法。
自加筋技术问世以来,不同的加筋体系得以发展和应用。
当前,加筋土结构的材料和工艺的发展,使加筋结构的应用更加广泛。
我国应用加筋土技术已达上千年,古代的劳动人民最初采用的加筋材料都为天然植物纤维,如竹子、树枝、草等,但遗憾的是,这些加筋土的应用由于无人进行系统地总结和完善,因此该技术在我国早期没有较大发展。
加筋土技术于20世纪70年代末才在我国开始蓬勃发展,我国于1980年在山西修建了第一座加筋土挡土墙[3]。
同时,在工程实践的基础上研制了很多符合我国国情的结构形式和材料。
近年来,我国更加重视加筋土挡土墙的应用,迄今已建立数千座加筋土工程,广泛应用于路基、水利、水运、城市建设等工程中。
《模块面板式加筋土挡墙拐角部位变形特征模型试验研究》范文

《模块面板式加筋土挡墙拐角部位变形特征模型试验研究》篇一摘要模块面板式加筋土挡墙是近年来发展起来的一种新型的土木工程结构,它结合了现代技术和传统的挡土技术,具备显著的结构稳定性和耐久性优势。
本试验着重于探究其拐角部位在受外部力量作用时的变形特征,旨在为工程设计和维护提供理论依据。
本文将通过模型试验的方式,详细阐述拐角部位的变形特征及规律,以期为相关领域的研究提供参考。
一、引言随着土木工程技术的不断发展,模块面板式加筋土挡墙因其结构稳定、施工便捷和成本低廉等优点,在各类工程项目中得到了广泛应用。
然而,在实际应用中,挡墙的拐角部位常常是应力集中的区域,容易发生变形和损坏。
因此,研究其变形特征和规律,对于提高挡墙的稳定性和耐久性具有重要意义。
二、试验方法与材料本试验采用模块面板式加筋土挡墙的缩尺模型,通过模拟实际工程中的荷载条件,观察和分析拐角部位的变形特征。
试验材料包括模型面板、加筋材料、填充土料等。
模型面板采用轻质材料制成,以保证模型结构的稳定性和安全性;加筋材料采用具有较高抗拉强度的合成纤维材料;填充土料则根据实际工程中的土质进行选择和配制。
三、试验过程与结果分析在模型试验中,我们通过逐步增加荷载的方式,观察和记录拐角部位的变形情况。
结果表明,在荷载作用下,拐角部位首先出现微小的形变,随着荷载的增加,形变逐渐增大,并呈现出一定的规律性。
具体表现为:1. 弹性变形阶段:在荷载初期,拐角部位发生的是弹性变形,形变与荷载呈线性关系。
2. 塑性变形阶段:随着荷载的进一步增加,拐角部位开始出现塑性变形,形变与荷载的关系逐渐偏离线性。
3. 集中应力阶段:在达到一定荷载后,拐角部位成为应力集中的区域,形变迅速增大。
4. 破坏阶段:当形变达到一定程度时,挡墙拐角部位可能出现裂缝或坍塌等破坏现象。
通过对试验数据的分析,我们发现加筋土挡墙的拐角部位变形与荷载之间的关系受到多种因素的影响,包括加筋材料的类型、土料的性质、挡墙的结构形式等。
挡土墙发展现状

挡土墙发展现状挡土墙发展现状一、引言挡土墙,作为一种土木工程结构物,广泛应用于土地开辟、道路建设、水利工程等领域。
随着城市化进程的加快,对挡土墙的需求也日益增长。
本文将对挡土墙的发展现状进行详细的分析和阐述。
二、挡土墙的分类及特点1.按材料分类(1)钢筋混凝土挡土墙:由钢筋和混凝土构成,具有强度高、耐用性好等特点。
(2)重力式挡土墙:主要靠自身分量来反抗土压力,适合于低高度挡土。
(3)栅格挡土墙:由栅格和填土构成,具有良好的透水性能和抗冲刷能力。
2.按构筑形式分类(1)重力式挡土墙:如重力墙、重力挡土墙等。
(2)加筋挡土墙:如钢筋混凝土挡土墙、桩墙等。
(3)悬臂式挡土墙:如悬臂挡土墙、悬臂翼墙等。
3.挡土墙的特点(1)可任意组合:挡土墙可以根据具体需求进行组合,形成多种多样的结构形式。
(2)施工方便:挡土墙的施工过程相对简单,可以通过简单的机械设备进行施工。
(3)适应性强:挡土墙可以适应各种复杂地质环境和各种土壤条件。
三、挡土墙发展现状1.国内发展现状(1)技术水平提升:随着科技的不断进步,挡土墙的施工技术和材料性能得到了极大的提高。
(2)应用领域广泛:挡土墙已广泛应用于公路、铁路、水利工程以及城市建设等领域。
(3)设计方法创新:在设计方法方面,浮现了许多新的理论和方法,如土体侧移法、桩土共同作用理论等。
2.国际发展现状(1)新材料应用:在国外,挡土墙的建设已经采用了许多新材料,如无机胶土墙、格栅框架墙等。
(2)绿色环保:国际上对挡土墙的环保要求也越来越高,大量应用了环保材料和技术。
四、挡土墙存在的问题1.施工质量问题:在一些工程中,挡土墙的施工质量不达标,导致墙体失稳、破坏等问题。
2.设计缺陷问题:有些挡土墙在设计上存在缺陷,如墙体高度不合理、材料选择不当等。
五、挡土墙发展趋势1.新材料应用:随着科技的进步,新材料的应用将进一步丰富挡土墙的类型和性能。
2.绿色环保:未来挡土墙的建设将更加注重环保和可持续发展。
加筋土挡墙的抗震性能研究现状

上 海 市 曙 光 计 划 资 助 项 目 ( 08 SG22 ) 上海市重点学科建设项目( B308)
加筋土挡墙良好的抗震性能在近几年的多次大 型地震中得到了较 好 的 验 证,加 筋 土 挡 土 墙 对 软 弱 地基的适应性和承 受 变 形 的 能 力,与 刚 性 混 凝 土 结 构的抗震性能相比而言更好[2 ~ 5]。由于 加 筋 土 挡 墙 和土体构 成 了 一 个 复 杂 的 非 线 性 动 力 相 互 作 用 体 系 ,并 且 影 响 地 震 反 应 的 因 素 较 多 ,这 使 得 加 筋 土 挡 墙的抗震问题变得十分复杂。当前对加筋土挡墙抗 震机理的认识尚缺 少 研 究,而 且 加 筋 土 挡 墙 的 抗 震 设计还没有为业界 所 接 受 的 合 理 规 范[6],为 了 弄 清 加筋土挡 土 墙 这 种 复 杂 结 构 的 动 力 特 性 和 抗 震 机 理 ,尚 需 开 展 广 泛 深 入 的 研 究 。
黄 雨,郑 虎,孙启登( 同济大学地下建筑与工程系,岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092)
[摘 要] 首先,简述了加筋土挡墙比天然地基及普通挡土墙具有更好的抗震性能,对加筋土挡 墙 抗 震 性 能 的 主 要 影 响 因 素 进行了综述,包括:筋材长度和筋材层间距、回填土 性 质、地 震 系 数 等。 同 时 也 指 出,加 筋 土 挡 墙 在 地 震 烈 度 较 大 时 也 会 发 生 破坏。最后,根据对加筋土挡墙抗震性能研究的结果 指 出,可 以 通 过 进 一 步 的 研 究 来 定 量 评 价 加 筋 土 挡 墙 的 抗 震 能 力 ,同 时 了解地震过程中的筋土耦合问题,综合考虑水平地震加速度( ah ) 和竖向地震加速度( av ) 对加筋土抗震性能的影响。 [关键词] 加筋土挡墙;抗震性能;影响因素;抗震烈度
新型加筋土挡墙动变形特性试验研究
加筋 土挡 墙 作 为 一 种 柔 性 支 挡 结 构 , 究 其 动变 研 形 特性对 其工 程应 用 和结 构分 析 都 有 着 十分 重 要 的 意 义 。现 场试验 是最 直接 的第 一 手资 料 , 由于受 经 费 、 但
现 场条 件 限制 , 可 能都 通 过 现 场 试 验 一 一 进 行 。 室 不
层之 间的格宾 网 面等均有 牢 固的连接 。
工现 场用 的构件 的几何 比例均为 1 2 5 : . 。加 筋 格宾 、 绿
色 加筋格 宾都 拖着长 长 的格 宾 网 。格宾 网的拉 拔试 验
第一作者 杨果林 男 , 教授 , 士生导 师,9 3年生 博 16
m ×10m 由 P C包 裹 , 锌覆 塑 防腐 。 网面钢 丝 m 0 m, V 镀
振 动 与 冲 击
21 第 2 00年 9卷
直径 为 2 2I '边缘 钢丝 直径 27m . l , Tl n . m。绿 色加筋 格宾 挡墙 面墙 的坡 度 可 根 据 实 际 工程 需 要 进 行 调 整 , 物 生 垫层可 供种植 植被 。绿 色 加筋 格 宾 每 一层 均有 焊 接钢 筋 网。焊接钢 筋 网 、 绿色 加筋 格宾 网 、 加劲 杆 以及 相邻
粒径 10mm~ 0 0 2 0mm的 石头形 成 面墙 , 用 的石头 坚 采
新 型挡墙 已应 用 于 湖南 湘 潭 至衡 阳高 速 公 路 西 线 ( 下 文 简称潭 衡西 线 ) 筋土 挡 墙实 体 工 程 。因此 , 三种 加 对
挡墙 进行 相关 研究 就显 得十分 必要 。
应进行 相关 的 分析和 研 究 。 目前 , 筋格 宾 、 色加 筋 加 绿 格宾 等土工 合成 材料 在 国 内属 一 种新 型 的 土工 合 成 材 料 ; 筋格 宾挡 墙 、 色加 筋 格 宾挡 墙 以及柔 性 网面 土 加 绿 工格 栅加 筋 土挡 墙 都 是 新 型 的加 筋 土 结 构 , 这 三 种 且
挡土墙发展现状(一)2024
挡土墙发展现状(一)引言概述:挡土墙是一种常见的土木工程结构,用于抵御土体侧压力和保护陡坡稳定。
它的发展和应用已经有数十年的历史,但在不同地区和应用领域的具体情况存在很大差异。
本文将针对挡土墙的发展现状进行探讨,分析其在设计、施工和技术创新等方面的改进与应用实践。
正文:1. 工程设计方面的改进1.1. 结构类型的多样性,包括重力式、挤压式、钢筋混凝土等,以适应不同地质条件和工程需求。
1.2. 使用先进的地质勘察技术和数值分析方法,确定准确的地下水位和土体参数,为挡土墙设计提供可靠的依据。
1.3. 引入计算机辅助设计软件,实现挡土墙结构的三维建模和力学分析,提高设计效率和准确性。
1.4. 利用地下水位自动控制系统,实现对挡土墙排水系统的自动化调节,提高结构的稳定性和安全性。
1.5. 采用环保材料和新型防水技术,提高挡土墙的可持续性和环境适应性。
2. 施工技术方面的改进2.1. 引入先进的施工机械设备,如振动压实板、斜坡修坪机等,提高施工效率和质量。
2.2. 制定科学合理的施工工艺和施工过程控制措施,减少工程事故和质量问题的发生。
2.3. 引入无人机和三维激光扫描仪等先进技术,实现施工现场的实时监测与数据获取,提高施工质量和安全性。
2.4. 采用模块化施工方式,减少现场工期和对环境的影响,提高施工效率和可控性。
2.5. 推广培训施工人员的安全意识和施工技能,加强安全管理和监督,确保挡土墙施工的质量和安全。
3. 技术创新方面的应用实践3.1. 利用新型材料和复合结构设计,如高性能混凝土和钢纤维混凝土,提高挡土墙的抗滑稳定性和耐久性。
3.2. 开展挡土墙与人工智能技术的结合,实现结构健康监测和智能维护,优化运营管理和预测需求。
3.3. 推广使用生物工程技术,如植被覆盖和生态砌体,加强挡土墙与环境的交互作用,提高生态效益和可持续性。
3.4. 研究挡土墙地震响应和抗震性能,开发适应地震灾害的结构设计和施工方法。
纤维加筋土的研究现状
纤维加筋土的研究现状摘要:纤维加筋土是一类新型的复合加筋工程材料,主要是通过往不同类型的土中加入具有一定抗拉强度的纤维使其二者结合,以此增强整体的强度。
纤维加筋土的物理力学性能主要取决于加筋材料的抗拉伸情况以及其与土体之间的界面相互作用。
关键词:纤维加筋土;复合材料;力学特性0纤维加筋土概述在现有的研究当中,国内外的研究者对于纤维加筋土的研究主要集中在其加固特殊土体的强度以及稳定性上。
实验结果表明,纤维加筋土的强度以及本构关系主要取决于无机结合料和纤维的配合比,通过无机结合料稳定的土体在加入纤维之后,其强度得到了明显的提升,同时也增强了其抗裂性。
与此同时,往土中加入纤维可以有效地提高其抗冻能力。
对于膨胀土,降低了土的膨胀率。
一般加筋土是通过在土体中加入条状或者带状的金属或非金属材料,必须按照设计的位置进行布置,只能说是在某种程度上阻止土体的侧向位移,但是纤维加筋土中的纤维是随机加入的,然后进行随机搅拌,纤维会布置在土体的各个位置,对土体每个方向的位移都有限制作用。
所以与一般加筋土相比,纤维加筋土能够更好地增强土体的强度等性能。
上个世纪60年代,法国建筑师Henri Vidal 提出了现代加筋土理念,并成功设计了世界上第一个加筋挡土墙之后,各国科学家对土工加筋技术进行了深入的研究。
在我国古代,充满智慧的劳动人民就在土中加入秸秆、枯草等天然的纤维来增强土的强度和稳定性,用于房屋等建筑物的墙体。
现在由于纤维加筋土理念和技术的发展,以及纤维土的低成本、易施工、环保等特点,纤维加筋土被认为是一种较好的改善土体性能的技术,对于纤维加力下,加筋和未加筋砂土破坏时的水平位移也相当。
然而,纤维增强剂可以减少土体脆性,提供峰值后强度的较小损失。
因此,掺入纤维使砂土的残余剪切强度得到了增加。
Shukla SK等人进行了一系列的实验得到了一个可以分析不同反应力下纤维增强土体抗剪强度的模型。
研究发现,纤维的存在对土抗剪强度的提高有明显的贡献,而正应力的增加对剪切强度的贡献是有限的。
加筋土挡墙墙面变形控制研究(图文)
加筋土挡墙墙面变形控制研究(图文)论文导读:并增设一条与轴线平行的校准基线,曲线段应加密控制点。
加筋土挡墙转角处应安装异型面板。
3)1.0M以外部分压实后,再填筑反滤料压实1.0M范围内部位,有利于减小墙面变形。
关键词:加筋土挡墙,控制,墙面变形一、前言加筋土挡墙最先于1963年法国工程师亨利.维达尔提出设计理论。
其工作机理为:填料自重和外力产生的侧压力传给面板,面板把侧压力传给埋设在填料中的筋带,筋带和填料之间产生的摩阻力平衡了侧压力,筋带、面板、填料复合成能保持填料侧面稳定垂直的加筋土墙体。
80年代我国开始研究和运用。
目前加筋土挡墙已千余座,最高的达50.5M,最长的是重庆沿长江的滨江路长7.5KM。
贵州赤水市防洪堤加筋土挡墙段堤长430m,堤高8.4m,矩形C25钢筋砼面板厚170mm,高600mm,回填料为砂砾石,投资600余万元。
贵州榕江县防洪堤堤长1082m,堤高5.5~9.5m,槽形板CBⅠ型C25钢筋砼面板厚250mm,高500mm,回填料为砂砾石,投资1200余万元。
堤设计断面分别如图一、图二。
现结合上述两工程实际进行介绍。
二、施工过程控制(一)主要材料控制1、回填料可用天然土、工业废碴等,但严禁使用白垩土、腐质土、冻结土及含水量过高的土料。
水利工程中回填料一般都采用水稳性较好的砂砾石,填料粒径不大于填料压实厚度的2/3,且最大粒径不得大于15cm。
赤水工程1060mm的填料含量偏低,小于5mm的含量过高,碾压时易产生橡皮土;榕江工程填料级配合理,便于压实。
赤水防洪工程回填料筛分试验统计结果见表(表一),榕江防洪工程回填料筛分试验统计结果见表(表二)表一料径级配100100-8080-6060-4040-2020-1010-55平均值(%)8.39.510.711.59.56.713.529.8含量区间(%)2.5-16.37.7-16.88.4-16.25.7-19.36.3-13.53.2-10.37.8-18.519.8-36.5料径级配5-22-11-0.50.5-0.250.25-0.10.1平均值(%)3.965.004.496.346.154.05含量区间(%)1.5-6.32.7-8.31.8-9.21.8-10.73.9-13.42.1-10.9表二料径级配100100-8080-6060-4040-2020-1010-55平均值(%)11.797.0510.216.620.810.66.317.1含量区间(%)3.6-25.41.3-12.54.1-17.710.4-28.314.1-28.55.9-16.63.0-13.48.1-23.0料径级配5-22-11-0.50.5-0.250.25-0.10.1平均值(%)4.513.302.563.492.121.02含量区间(%)2.19-9.01.54-5.321.09-3.511.53-6.210.93-3.920.52-1.662、钢塑复合拉筋带,CAT30020-B型筋带在赤水和榕江工程中均用到,其极限抗拉力大于9.0KN,似摩擦系数为0.45,CAT30020-C型筋带只在赤水工程中用过,其极限抗拉力大于12.0KN,似摩擦系数为0.45,单位长度破断伸长率小于2%。
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加筋土挡墙变形研究现状及其发展趋势
加筋土挡墙运用非常广泛,其变形的影响因素和计算方法研究对工程的安全使用及其应用和推广有着重要意义。
通过对加筋土挡墙变形的研究现状进行分析,从而预测发展趋势,对将来的研究有一定的指导和借鉴意义。
标签:加筋土挡墙;变形;发展趋势
引言
近年来,我国经济建设持续发展,随着水利工程、市政工程、高速公路、高速铁路等一系列基础设施建设的开展以及对岩土技术研究的不断深入,新型材料的不断涌现,加筋土技术在工程方面得到了广泛的应用和推广。
在国内,这项技术主要应用在交通、水利、市政等行业,尤以加筋土挡墙和加筋土护岸工程居多,多年工程应用实践表明,加筋土技术的推广应用取得了巨大的经济效益和社会效益。
1 加筋土挡墙变形研究现状
我国现行加筋土挡墙设计方法基于试验基础考虑了墙的整体稳定性,加筋体的断裂和抗拔能力,但很少考虑实际工作状态下地基和挡土墙的变形。
一方面,相对现行设计方法基于的典型几何尺寸和荷载而言,墙的变形相对较小但对于已经超出经验设计方法考虑范围以内的非标准断面和加载条件下的加筋土挡墙的设计来说,考虑墙的变形性质就显得更为重要;另一方面,通常认为加筋土挡墙作为柔性结构,变形协调能力较强,不需要对地基进行任何处理就可以进行加筋土挡墙工程施工。
然而,在工程实践中,不少加筋土挡墙工程在承载力满足要求的情况下由于变形过大而发生坍塌,表明在加筋土挡墙设计中考虑变形的影响和控制的重要性。
因此开展针对性的加筋土挡墙的变形研究既具有理论研究意义,也具有现实意义。
各国学者进行了多种加筋土模型试验和数值分析,以最为传统、安全而保守的极限平衡法为主,以及伴随计算机技术发展应运而生的有限元法对加筋土填料、筋材、面板刚度、地基土的压缩性和超载对加筋土结构稳定性的影响、筋土相互作用机理开展了一系列的研究并得到了许多的成果,变形控制设计理论和强度控制设计理论是加筋结构设计的主要理论基础。
通过对工程的现场实测,建立试验模型、建立数值模型对各种形式、高度的多种加筋土挡墙进行了分析,总结了很多的规律、推导出了一些新颖的算法、开发出了新的计算程序、提出了新的理论分析模型,为以后更好的应用这一技术打下了坚实的基础。
1.1 加筋土挡墙变形影响因素
加筋土挡墙墙面水平变形由加筋体的水平变形和墙后非加筋土体的水平变形组成。
影响加筋土挡墙变形的因素很多,有地基土的弹性模量、加筋体刚度、加筋体长度、加筋体竖向间距、墙后填料、墙高、面板形式、断面形式、条形荷载、挡墙面板基础等。
各种影响因素的单因素变化和多因素变化所得到的分析结果都是有差异的,这就要求在进行分析的时候充分考虑影响因素的特性。
1.2 加筋土挡墙变形计算
1.2.1 水平变形计算
目前计算加筋土挡墙水平变形的方法主要有三种:(1)采用极限平衡法根据假设的拉筋应力状态计算拉筋应变,通过对拉筋的应变积分计算墙面水平变形;(2)采用有限元方法计算墙面水平变形和拉筋应变,有限元法采用土体非线性模型,利用有限元法程序得出的水平变形结果比较精确;(3)用经验数据分析方法建立设计表图计算墙面水平变形。
1.2.2 垂直变形计算
加筋土挡墙的垂直变形计算与一般的沉降计算方法相同,垂直变形主要是由挡墙下部的地基土的沉降变形和加筋土体的沉降变形两部分组成。
地基土的沉降一般包括瞬时沉降、固结沉降、次固结沉降,这三个沉降的总和称为地基最终沉降量,计算方法有弹性力学方法、分层总和法、应力面积法等。
在计算加筋土体沉降时需考虑面板材料和面板形式和填料回填程序等问题。
2 加筋土挡墙变形研究发展趋势
加筋土挡墙变形研究发展到现在已经取得了很多的成果,但主要集中在对结构的加筋机理、设计和施工、测试有关的规范的建立和健全阶段等方面,总体来说理论滞后于实践。
现有的加筋土结构数值分析大多假设土和筋材是弹性材料且为各向同性的,这种假设对高分子土工合成材料是不正确的,一般数值计算都没有考虑初始问题,也没有考虑初始状态随时间变化的问题,这就忽视了边界条件和初始条件的设定。
今后在数值计算的时候要考虑初始问题,也要设定边界条件和初始条件,这样得出的结果才更准确,更有说服力。
传统的分析方法建立在加筋土体的极限平衡理论基础上,即假设破裂面,筋材从土中拔出或拔断来分析加筋土体拉力破坏或粘着破坏时的承载力,无法描述结构的变形机理。
本构模型的选择是数值分析中的重要一环,对分析结果有着重要影响。
以后在本构模型的选择,建立从小变形到破坏的全过程数值分析,数值分析与现场原型观测的密切结合,以及各种形式加筋土挡墙研究结果的分析整理都需要更加深入的研究。
尤其在加筋土挡墙变形的公式方面,不少专家和学者都提出了计算公
式,但基本上都是由特定的工程推导而来,考虑的影响因素并不周全,并不能准确反映挡墙的变形情况。
通过分析各种因素对挡墙变形的影响,归纳出包含各种影响参数的水平和竖向变形公式值得研究。
3 结束语
加筋土挡墙变形研究取得了丰富的成果,但是很多理论知识、数值模型都还不成熟,需要不断的完善和补充。
各种理论计算方法应该更加接近工程实际才能有深刻的指导意义,才能为工程项目提供有价值的参考依据。
参考文献
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作者简介:何伟(1989,12-),男,硕士,主要从事港口、航道及近海工程设计。