基于模型試驗(yàn)的肋板式擋土墻穩(wěn)定性及破壞模式分析.pdf

1、支擋結(jié)構(gòu)是巖土工程的一個(gè)重要組成部分。隨著支擋結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展，其結(jié)構(gòu)形式已從依靠墻體自重來(lái)平衡土壓力的重力式擋土墻，發(fā)展為采用錨固技術(shù)、加筋土技術(shù)、懸臂結(jié)構(gòu)以及組合結(jié)構(gòu)等多種輕型的支擋結(jié)構(gòu)。肋板式擋土墻是一種由墻面板、肋板及肋間土組成，依靠肋板與穩(wěn)定區(qū)土體和肋間土與地基之間的摩擦作用來(lái)平衡土壓力的新型輕型支擋結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是充分利用墻后土體的自穩(wěn)定性、對(duì)邊坡土體擾動(dòng)小、地基承載力要求低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等。目前，肋板式擋土墻的受力變形特征、破

2、壞模式及穩(wěn)定機(jī)理等尚不明確，未建立完善的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
　　在總結(jié)和分析已有的擋土墻研究成果基礎(chǔ)上，通過(guò)小型砂箱模型試驗(yàn)，探討了肋板式擋土墻肋板間距和長(zhǎng)度兩個(gè)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)墻體穩(wěn)定性的影響。以9m高路肩肋板式擋土墻為原型，設(shè)計(jì)了肋板間距和長(zhǎng)度變化的5組土工離心模型試驗(yàn)。利用位移控制裝置，研究肋板式擋土墻在不同側(cè)向位移下，墻面板和肋板側(cè)壁土壓力大小及分布特征、位移模式以及破壞模式等。初步得到以下結(jié)論:
　　(1)肋板式擋土墻是

3、以肋板為主要錨固體、面板為擋土體，依靠肋板與填土間摩擦作用來(lái)平衡墻面板土壓力的一種新型支擋結(jié)構(gòu)。室內(nèi)砂箱模型試驗(yàn)和離心模型試驗(yàn)表明，肋板間距和長(zhǎng)度是影響肋板式擋土墻穩(wěn)定性的兩個(gè)關(guān)鍵因素。
　　(2)隨著肋板間距由疏至密的變化，肋板式擋土墻存在兩種典型的力學(xué)作用模式:間距較大時(shí)，依靠肋板與穩(wěn)定區(qū)土體摩擦效應(yīng)提供錨固力平衡墻面板土壓力，為摩擦錨固型作用模式，極限狀態(tài)下的破裂面位于肋間土內(nèi);間距較小時(shí)，肋間土受到相鄰肋板較強(qiáng)的摩擦約束，

4、形成整體土墻，類(lèi)似于利用墻體自重達(dá)到穩(wěn)定的重力式擋土墻，即整體土墻型作用模式，破壞時(shí)破裂面位于肋板外土體。
　　(3)離心模型試驗(yàn)表明，肋板式擋土墻的墻面板及肋板側(cè)壁土壓力隨肋板間距由疏至密變化呈現(xiàn)出逐漸減小的變化趨勢(shì)。其中，處于摩擦錨固型的擋土墻墻面板土壓力與無(wú)肋板的擋土墻差異不顯著，約為整體土墻型擋土墻的1.55倍。對(duì)于肋板側(cè)壁土壓力，摩擦錨固型的擋土墻是整體土墻型擋土墻的1.89倍。
　　(4)離心模型試驗(yàn)表明，肋板式

5、擋土墻的墻面板及肋板側(cè)壁土壓力沿墻高均呈非均勻分布特征，其分布形態(tài)具有良好的一致性。其中，處于摩擦錨固型的擋土墻土壓力表現(xiàn)出先增大后減小的非線性分布，合力作用點(diǎn)位于距墻踵0.51～0.56倍墻高位置;整體土墻型擋土墻則近似為三角形分布，土壓力合力作用點(diǎn)約為0.3～0.4倍墻高。
　　(5)肋板式擋土墻的墻面板土壓力隨墻體位移的增大逐漸減小，而肋板側(cè)壁土壓力則無(wú)明顯變化，且大于相應(yīng)的墻面板土壓力，墻面板與肋板側(cè)壁土壓力的比值隨著肋板