不同填筑土料加筋挡土结构的行为与分析（论文）.pdf

第44卷第 11期 2017年：-6月 建筑结构 Building Structure 建 筑 技 术 开 发 Building Technology Development 不 同 填 筑 土 料 加 筋 挡 土 结 构 的 行 为 与 分 析 王 宇 洁 ， 刘 建 伟 ， 刘 俊 杰 (河 南省 水 利 第一 工程局 ，郑 州 450000) [摘 要】文章通过研究构筑二座1．5m高的加筋挡土墙 (砂土加筋墙及粘土加筋墙)，埋设应变计在加筋材料各部分测量其 在加筋挡土墙 内的应力应变分布情形，了解加筋挡土结构行为，并利用有限元程序对加筋挡土结构进行各种不同条件的参数模 拟分析，以期对加筋挡土结构提出合理的最佳化设计参考。 [关键词 ]加筋挡土结构 ；加筋挡土墙 ；土工合成材料 ；有限元法 [中图分类号 ]TV441 [文献标志码 ]A [文章编号 ]1001一-523X (2017)11--0010-02 Analysis of Reinforced Soil Retaining Structures with Diffe,'rent Backfill M aterials WangYu-jie，Lhu Jian—wei，L,iu Jun-jie [Abstract]Constructed two 1．5 m hi【gh reinforced retaining wall(sand and clay reinforced wall stiffening wal1)，embedded strain gauges jin various parts of reinforced materials，reinfo~rced in measurement of reinforced retaining wallin the stress and strain distribution，to understand the behavior of reinforced soil retaining structure，and the simulation analysis of finite dement program of parameters reinforced soil retaining structure for a variety of different conditions，in order to retaining the optimal design reference to propose the reasonable soil structure． [Keywords]reinforced soil retaining structure；reinforced soil retaining wall；geosynthetics；finite element method 随着加筋挡土结构的使用愈加广泛，虽有一定的系统理 论与应用已有一定规模，但仍有部分加筋行为无法确切掌握， 因此本研究对加筋挡土结构进行应力应变变化探讨，以了解 加筋挡土结构 内部应力分布情形，利用有限元程序对加筋挡 土结构进行数值模拟分析并探讨。 1 加筋挡土墙构筑 1．1 试验场地 试验场地后方并非垂直，基于加筋挡土结构形成的理论 破坏面，将砂土放置于空间深度较浅的一边，粘土置于相对 深度较深的一边。中间相邻部分以砌砖墙方式隔开，使两边 各 自形成一个亡字形挡土形式。结构体与墙面接触部分，对 墙面施 以粉光来降低其表面摩擦，如此可视结构体为一左右 无限延伸的加筋挡土墙，亦即平面应变情况。 1．2 土质分析 砂 土 的细度模 数3．1，土壤属均 匀级配 砂，最 大干密 度 1．9g／cm ，对 应最 佳含 水测量 10．7％，紧 密状 况 的摩 擦 角 约45。。粘 土 塑性 指 数 12．0％--40．1％，属 低 塑性 至 中塑 性 粘土，土 壤 三轴 试 验 结 果，其 G 值 0-31kg／cm" ，总 应 力凝 聚力 C 0．05kg／cm~(摩擦 角为 19．7。)，有效应 力凝聚 力为 0．01kg／cm (摩擦 角为29．1。)，无 围压 缩强度为 0．36～ 0．5lkggcm：，压 缩 指 数 为 0．193～0．206， 回涨 指 数 e0．027,一 O．030，对应最佳含水测量40．7 0／oI湿土单位重 1．80t／m ，液性 限度 l5．5％～57．8％。加筋挡土墙的回包式墙面采用网目较大， 强度符合装填，堆栈及夯压等施工过程 中不发生损坏原则的 土包，包内土壤为一般建筑使用的小砾石 】。而加筋材料为土 工合成材料柔性加筋格网，抗拉强度 80kN／m×80kN／m。本研 究构筑的两座加筋挡土墙 皆使用三层加筋材料，每层加筋材 料上分别有5-6个应变计，彼此间隔30cm。 2 加筋挡土墙监测结果 2．1 砂土加筋墙监测结果分析 以加筋墙内埋设的应变计正上方为依据进行垂直沉陷监 测，共 15个测量测点。而侧向位移监测 以土包位移 出水泥间 隔墙的距离为依据，共9个测点。监测结果显示，加筋墙侧向 位移总平均值由1．9cm增至2Acm。由此看出，砂土加筋墙侧 收稿日期 ：2O17_J02-I14 作者简介 ：王宇洁 (1971一)，男，河南禹 ·HA，高级工程师，主要 研究方向为水利工程施工。 ·l0· 向位移测量随时间变化，平均位移测量逐渐增大，墙体有逐 渐向外突出的趋势。由垂直沉陷监测及侧向位移监测结果可 看出，砂土加筋墙不但内部应力应变有平衡的动作，外观也 产生明显变形。 2．2 粘土加筋墙监测结果分析 以加筋墙内埋设的应变计正上方为依据对各测点进行垂 直沉陷监测，共 l8个测量测点。侧 向位移监测以土包位移出 水泥间隔墙的距离为依据，共9个测量点。监测结果显示粘土 加筋墙垂直沉陷测量总平均值从4．47cm增至6．00cm，比砂土 加筋墙大。由此可知，使用粘土产生的垂直沉陷比砂土大。侧 向位移总平均值由2．4cm增至2．8cm。由垂直沉陷监测及侧向 位移监测结果可看出，粘土加筋墙不但内部应力应变有平衡