挡土墙的地震抗性能力分析

周波，等：汶川地震对加筋土挡墙的影响分析　・８３・　

汶川地震对加筋土挡墙的影响分析　

周　波　，范洪海　’　

（Ｉ．中铁西南科学研究院有限公司，成都６１００３１；２．西南交通大学土木工程学院，成都６１００３１）　

摘要：阐述了加筋土挡墙的结构和作用机理，利用有限元软件ＰＬＡＸＩＳ，结合震区公路调查资　

料，分析加筋土挡墙的受力变形状态。结果表明：在汶川地震作用下，加筋土挡墙下部应力最大，而　

上部位移最大。设计、施工中，对地震频发区的加筋土挡墙，可适当提高其顶部与底部的强度，或将　

加筋土挡墙的竖直墙面，改为略朝内倾的墙面，来减小地震对挡墙结构的影响。　

关键词：地震；有限元；加筋土挡墙　

中图分类号：Ｕ４１７．１　１５　文献标志码：Ａ　文章编号：１００３—８８２５（２０１１）０３—００８３—０３　

Ｏ前言　我国的地震活动带分布很广。“５・１２”汶川大　

地震，对震区加筋土挡墙产生了严重破坏，对其正常　

使用年限和系统维护影响很大。而加筋土挡墙¨　属　

轻型支挡结构，具有自我平衡性，对地基承载力要求　

较低，适合在软弱地基上建造，而且施工简便，投资　

较低，节约占地，外形美观，应用范围会越来越广　

泛。本文以震区大件路加筋土挡墙为例，分析汶川地　

震对加筋土挡墙的影响，供设计、施工参考。　

１作用机理　加筋土挡墙是由基础、墙面板、帽石、拉筋和填　

料等几部分组成。其挡土原理是依靠填料与拉筋之间　

的摩擦力来平衡墙面所承受的水平土压力（即加筋土　

挡墙的内部稳定），并以基础、墙面板、帽石、拉筋　

和填料等组成复合结构而形成土墙以抵抗拉筋尾部填　

料所产生的土压力（即加筋土挡土墙外部稳定），从　

而保证了挡土墙的稳定　。　

根据实际地震对加筋土挡墙的影响，可知传统理　

论未充分考虑加筋土挡墙的结构和作用机理的实际工　

作受力特点；竖向地震波的主要作用是使填土与地基　

土变得更加密实，它对加筋土挡墙面板的水平位移、　

加筋内力以及墙体的加速度特性的影响不大　。本文　

挡土墙抗震设计的要点分析

挡土墙抗震设计的要点分析

【摘 要】挡土墙是公路、铁路、桥梁等交通的重要构筑物，是交通运输正常运转和人生命平安的重要保障。近年来，随着地震频发，挡土墙的抗震设计也更加受到重视。本文指出了目前我国挡土墙抗震设计标准中存在的一些缺乏，以扶壁式挡土墙为例，对基于位移和力的压力计算、截面设计等挡土墙抗震设计要点进行了简要探讨。

【关键词】挡土墙；抗震设计；要点

挡土墙被广泛应用到交通、水利、桥梁等工程，用于稳定路面，防止水流冲刷，保护建筑物或整治塌方、滑坡等路基病害。但是，挡土墙很容易受到地震的影响，在地震中因侧向土压力的增加而产生变形、侧向移动、沉降甚至坍塌，尤其是近些年来，地壳活动的剧烈和人类活动频繁，导致了地震灾害的频发，挡土墙也受到了极大破坏。例如： 2001我国--、青海交界处的昆仑山中发生8.1级地震，青藏公路受到严重破坏，路面出现多处破裂。挡土墙的破坏造成的不仅是经济损失，更是人员的伤亡，所以应当受到高度重视。

一、我国挡土墙抗震设计标准存在的缺乏

目前，我国公路挡土墙的抗震设计主要以?公路工程抗震设计标准?为依据。但是，随着经济的高速增长和科学技术的开展，该标准仍未进行调整，故而其内容稍显落后，存在一些缺乏，无法满足现阶段公路建设开展的需要。

1.挡土墙的稳定性及抗震强度验算

挡土结构的强度抗震验算中需要考虑地震作用沿高度的分布，考虑多种负荷。但是，我国现行的标准仅依靠有限的震害经验和试验，对挡土墙地震作用沿高度分布系数做出规定，如以重力式挡土结构为目标，只有在到达12米的临界点时才考虑放大效应，12米以下那么不予考虑；在进行验算时，只考虑垂直路线走向的水平荷载，对与地震荷载相关的水的浮力、土的重力及结构重力等不予考虑。

2.挡土结构稳定性计算

地震土压力是地震主动土或被动作用在挡土墙上的压力，是挡土结构稳定性计算中的最主要因素。我国对此采用库仑公式进行计算，考虑到了土的内摩擦角j 、容量g 及填土与抢呗的摩擦角d ，但是对粘性土或者具有一定粘性土质的土的粘性没有考虑。此外，对于验算、计算原理相通，具有相同功能的挡土墙和桥台，标准将其分为两章，分别按各自的公式计算，在一定程度对挡土墙抗震设计造成了不便。

第３４卷第６期　Ｖｏｌ，．３４　Ｎｏ．６　２０１３年１１月　Ｎｏｖ．２０１３　井冈山大学学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｊｉｎｇｇａｎｇｓｈａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　

文章编号：１６７４．．８０８５（２０１３）０６—００７２，－０６　

加筋土挡土墙地震响应分析　

毛海君，马学宁　

（兰州交通大学土木工程学院，甘肃，兰州７３００７０）　

摘要：加筋土挡土墙是一种新型支挡结构，通过采用振动台对牛皮纸、硬塑料和胶带三种筋带的加筋土挡土墙　模型进行了不同加速度峰值下的振动试验，得到了加筋土挡墙模型面板的加速度、动位移、筋带动应变增量随挡　墙高度的变化规律。从而分析不同筋带对加筋土挡墙抗震性能的影响。　关键词：加筋土挡土墙；模型试验；加速度；抗震性能　中图分类号：Ｇ７４１　文献标识码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－一８０８５．２０１３．０６．０１５　

ＡＮＡＩ　ＩＹＳＩＳ　ＯＮ　ＳＥＩＳＭＩＣ　ＢＥＨＡ　ｏＲ　ｏＦ　ＲＥＩＮＦｏＲＣＥＤ　ＳｏＩＬ　ＲＥＴＡＩＮＩＮＧ　ＷＡＩ　Ｌ　ＳＵＢＪＥＣＴＥＤ　Ｔｏ　ＳＥＩＳＴ　Ｃ　ＬｏＡＤＩＮＧ　

ＭＡＯ　Ｈａｉ－ｊｕｎ，ＭＡＸｕｅ－ｎｉｎｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＣｉｖｉｌ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌａｎｚｈｏｕ　Ｊｉａｏｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｌｌ，Ｇａｎｓｕ　７３００７０，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｓｏｉｌ　ｒｅｔａｉｎｉｎｇ　ｗａｌｌ　ｉｓ　ａ　ｎｅｗ－ｂｌｏｃｋ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｗｅ　ａｄｏｐｔ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ｔａｂｌｅ　ｔｏ　ｖｉｂｒａｔｉｏｎ　ｔｅｓｔ　ｆｏｒ　ｋｒａｆｔ　ｐａｐｅｒ　ｔａｐｅ，ｈａｒｄ　ｐｌａｓｔｉｃ　ｅ，ａｎｄ　ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ　ｔａｐｅ　Ｏｆ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｓｏｉｌ　ｒｅｔａｉｎｉｎｇ　ｗａｌｌ　ｍｏｄｅｌｓ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ　ｐｅａｋ　ｖａｌｕｅ．Ｉｔ　ｉｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｗａｌｌ　ｐａｎｅｌｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ｄｙｎａｍｉｃ　ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ｄｒｉｖｅ　ｔｈｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｏｆ　ｓｔｒａｉｎ　ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ　ａｒｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｗａｌｌ　ｈｅｉｇｈｔ．Ｗｅ　ａｌｓｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｒｉｂｂｏｎ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｎ　ｓｅｉｓｍｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｓｏｉｌ　ｒｅｔａｉｎｉｎｇｗａｌ１．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｓｏｉｌ　ｒｅｔａｉｎｉｎｇ　ｗａｌｌ；ｍｏｄｅｌ　ｔｅｓｔ；ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ；ｓｅｉｓｍｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃ　

08级土木一班 刘利坤 0843052075

重力式挡土墙地震作用下的稳定性分析

作者：Xinpo Li, Yong Wu, Siming He

发表日期：2010年10月10日

关键字：抗震稳定性，极限状态分析，重力式挡土墙，屈服加速度

1.简介

重力式挡土墙是广泛应用于填充道路和住宅区相毗邻的斜坡的的地面围护结构，也用于地震多发地带。许多研究者通过不同的方法发展了挡土墙度过地震的设计方法。虽然对于挡土墙的合理设计方法的探索已经持续了几十年，对于挡土墙结构在最近的重大地震中从微小的扭转到灾难性的故障的损坏的观测，包括1999年的土耳其地震[1]；2004年的中越地震[2]；2008年的汶川地震[3]。

直到今天为止，假设法是最广泛运用的用来分析地震中挡土墙稳定性的方法，这种被从业者使用的最主要的方法通常要求评估挡土墙后的土压力和用一个安全因子来表示土结构的稳定性。地震的影响作用用一种虚拟静态的方法来描述通过用一个近似不变的力作用在水平方向。为了估算地震下土壤对挡土墙的推动作用，Mononobe–Okabe方法及其拓展方法被广泛的应用[4–6]。Mononobe–Okabe方法把地震荷载看成假设的动态力；在回填中产生均匀加速度。回填土看成是理想塑性材料，该材料在水平面上不具备这一特性，因而施加一个限定得力在墙上。这种方法的流行主要是因为它的简单性和工程师对于库伦定律的熟悉。然而，Mononobe–Okabe方法有一个根本上的缺陷：这种方法建立在土壤楔形物的有限的平衡的基础上，而没有考虑挡土墙的形状。Caltabiano等人[7]提出了一种新方法，基于土壤—挡土墙系统的假设的静态平衡，并将其应用与土壤—挡土墙系统通过额外的回填土。最近，Mylonakis等人提出了一种塑性压力的方法用来解决重力下和地震区的非粘性土挡土墙的土压力。这种方法本质上是一种近似线性方法，基于不连续领域的理论，并考虑到以下因素：(1)考虑土壤的重力和摩擦力，（2）挡土墙倾斜度，（3）回填斜面，（4）挡土墙摩擦，（5）土壤表面附加力，和（6）水平和垂直方向地震加速度。