地震作用下非等长筋材加筋土挡墙稳定性研究

作     者：胡超 梁训美 徐鹏 杨广庆 李婷 

作者机构：石家庄铁道大学 中铁二院工程集团有限责任公司 泰安路德工程材料有限公司 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2024年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52108331,52208358) 河北省高等学校科学技术研究项目(QN2021127) 

主　　题：加筋土挡墙 稳定性 极限分析 筋材 地震 屈服加速度系数 

摘      要：目前工程中出现大量筋材沿墙高非等长布置的加筋支挡结构，可以在增加结构抗震稳定性的同时减少造价。例如，加筋桥台、在既有边坡上新建的加筋土挡墙等。由于当前设计方法主要针对筋材长度等长工况，因而导致对非等长筋材验算分析较少见。为此，采用有限元极限分析方法对地震作用下非等长筋材加筋土挡墙稳定性进行研究。通过对比显示，相较于极限平衡法计算值，有限元极限分析法计算得到的屈服加速度接近振动台模型测试值。参数研究结果表明：(1)筋材长度大于0.7H时，长度自下而上增大、自上而下增大的筋材布置将使屈服加速度系数分别增大、减小，其中前者可使屈服加速度系数增大约30%；(2)筋材竖向间距sv/H 由0.015增大到0.1时，屈服加速度系数近似线性减小，尤其是当筋材长度自下而上增大时；(3)当筋材布置较疏松(sv/H = 0.1)并且填土摩擦角大于44o时，应尽量采用筋材长度自下而上增大的方式来提高墙体抗震稳定性；(4)随着填土强度的增大，不同布筋方式时的屈服加速度系数均线性增大，其中当填土摩擦角增大70%时对应的屈服加速度系数平均增大约350%。本研究将为加筋土挡墙抗震设计提供借鉴。