小間距加筋擋土墻特性研究.pdf

1、傳統(tǒng)的加筋土擋墻MSE在土木工程領域得到了廣泛的應用，但傳統(tǒng)的加筋土擋墻由于加筋間距較大，存在結構側向位移較大、整體變形不協(xié)調、面板附近筋帶應力集中等問題。鑒于傳統(tǒng)加筋土擋墻結構缺陷，國外學者提出了加筋間距小于0.3m的新型加筋土結構，即小間距加筋土(Geosynthetics Reinforced Soil，GRS)擋墻。初步研究發(fā)現其結構具有沉降量小、整體穩(wěn)定性好和良好的抗震性能。為探索小間距加筋土擋墻與傳統(tǒng)加筋土擋墻的區(qū)別，了解小

2、間距加筋土擋墻加筋機理，獲取小間距加筋土擋墻變形規(guī)律。本文對其加筋機理及其結構特性進行研究，以促進小間距加筋土擋墻在我國公路工程領域的推廣應用。
　　本研究主要內容包括：⑴對加筋土結構土拱效應研究進展和GRS擋墻研究進展兩方面進行了文獻綜述。⑵利用PFC軟件建立雙軸試驗模型，對粘性土體顆粒進行參數標定，結果表明：顆粒級配粒徑范圍在4-12mm，最大與最小粒徑比為3時，土樣模型幾乎沒有懸浮的顆粒，試樣土體級配較好；在模擬雙軸試驗時，

3、若顆粒的摩擦系數擬定過大，顆粒容易發(fā)生擠壓重疊，導致模擬的土體出現失真，建議摩擦系數盡量控制在1.0以下；顆粒摩擦系數為0.7時，模擬土體的抗剪強度指標最為合理。⑶利用PFC軟件建立加筋土結構顆粒流數值模型，分析了加筋間距、填料孔隙率和筋-土界面摩擦系數等對加筋土結構土拱效應的影響。結果表明：加筋間距過大時無法形成土拱，加筋間距過小時面板處土體受筋帶約束大，土體整體變形均勻，土拱現象不明顯;加筋間距在0.2～0.4m時有土拱形成，但加筋

4、間距為0.2m時土拱效應最為明顯；加筋土擋墻結構面板處土壓力大小隨加筋間距的增大而增大，且大致為線性關系;當加筋間距≤0.1m時，加筋土擋墻面板幾乎不受力；土體顆粒空隙率為0.1，摩擦土拱效應最為明顯；筋-土摩擦系數在0.8時顆粒間的接觸力最大，土拱效應最為明顯;而摩擦系數為0.3時顆粒間的接觸力很小，幾乎不存在土拱現象。(5)隨著加筋土結構面板向臨空面移動，土體顆粒也隨之產生位移，且隨面板的位移量的增大而增大。⑷利用FLAC軟件分別建

5、立GRS和MSE兩種擋墻模型，分析了結構筋材的拉應力和墻體的豎向及側向位移;采用強度折減法，分析了兩種擋墻模型的塑性區(qū)域，并計算了兩種擋墻模型的穩(wěn)定性系數，結果表明：兩種結構的筋帶拉應力分布情況相似，沿加筋土擋墻高度方向，筋帶拉應力隨墻高的增加而減?。籊RS擋墻和MSE擋墻墻頂最大沉降均出現在離墻面板較近的區(qū)域，且施工期的沉降量遠大于運營期的沉降量；GRS擋墻最大側向位移出現在靠近面板中下部區(qū)域，且側向位移云圖呈腰鼓分布;而MSE擋墻最

6、大側向位移出現在整個墻頂位置，側向位移分布云圖近似呈三角分布；兩種擋墻模型中上部區(qū)域面板處的側向土壓力比較小，隨著擋墻埋深的增加，面板處的側向土壓力逐漸增大。⑸通過離心模型試驗方法，分別對GRS擋墻和MSE擋墻模型進行加載前后的對比試驗，分析了墻體的豎向位移及土壓力分布規(guī)律;并對兩種模型在極限荷載作用下墻體的整體變形、破壞情況進行分析。結果表明：兩種加筋土擋墻的墻頂沉降差異主要體現在加筋土結構范圍內，而未加筋土體范圍內沉降差異不大；面板