加筋土挡墙的抗震性能研究现状
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由 于 地 震 发 生 的 时 间 、地 点 难 以 预 测 ，对 现 场 监 测造成了极大的困 难，而 对 震 害 后 的 加 筋 土 挡 墙 进 行调查研究，只能得 到 各 因 素 综 合 作 用 对 加 筋 土 挡 墙抗震 性 能 的 影 响。 已 有 许 多 学 者 专 家［7 ～ 14］通 过 模型试验和数值模 拟 等 手 段，独 立 考 虑 各 因 素 对 加 筋 土 挡 墙 抗 震 性 能 的 影 响 ，主 要 包 括 ：筋 材 的 长 度和
早在 1994 年的 Northridge 地震中就有加筋土挡 墙遭到破坏的报道［19］。Ling Hoe I. 等 对 ［20］ 1999 年 Chi-Chi 地震 中 遭 到 破 坏 的 加 筋 土 进 行 了 系 统 的 调 查。Chi-Chi 地震发生于 1999 年 9 月 21 日，震级 7. 3 级 ，震后调查发 现 ，尽 管 加 筋 土 挡 墙 的 抗 震 性 能 比 常 规挡土墙更优越，但是同样有许多加筋土挡墙在此次
［中图分类号］ TU352
［文献标识码］ A
Research Status on Seismic Resistance of Reinforced Soil Retaining Walls
Huang Yu，Zheng Hu，Sun Qi-deng
（ Department of Geotechnical Engineering，Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of the Ministry of Education， Tongji University，Shanghai 200092，China ）
Abstract： Since reinforced soil retaining walls have been widely applied in geotechnical engineering field，the seismic resistance of reinforced soil retaining walls has been paid high attention to. Firstly，the seismic behavior of reinforced soil retaining walls is presented. Though the seismic behavior of reinforced soil retaining walls is much better than that of the natural foundation，ordinary soil retaining walls，reinforced earth retaining walls would be damaged too when reinforced earth retaining walls suffer from high-intensity seismic loading. Such influencing factors of the seismic resistance of reinforced soil retaining walls as the length of reinforcement，the vertical spacing of reinforcement，the properties of backfill soil and seismic coefficient are introduced respectively. Finally，conclusion is drawed that the seismic intensity of reinforced soil retaining walls could be quantitatively evaluated based on the study of seismic behavior of reinforced soil retaining walls. The coupling of reinforcement-soil during the earthquake and the influence of ah and av ’s to reinforced soil retaining walls are also considered. Keywords：reinforced earth retaining walls；seismic behavior； influencing factor； seismic intensity
目前，已 有 许 多 学 者 专 家 通 过 试 验 和 数 值 模 拟
Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting Vol. 32，No. 5 2010
·108·
工程抗震与加固改造
2010 年 10 月
等手段对加筋土挡墙抗震性能的影响因素作了专门 的研究。Richardson 等 对 高 为 380mm，回 填 土 相 对 密实度为 63% 的加筋土挡墙施加 水 平 向 正 弦 地 震 波 进 行 振 动 台 试 验［7］。 Sakaguchi 对 高 为 1. 5m，筋 材层间距 为 0. 3m 的 加 筋 土 挡 墙 进 行 了 振 动 台 试 验［8］。Koseki 等以 及 EL-Emam 等 为 研 究 加 筋 土 挡
认识 来 源 于 实 践，应 该 尽 可 能 多 地 收 集 并 分 析 已有的加筋土挡墙 地 震 资 料，总 结 加 筋 土 挡 墙 震 害 经验。但目前加筋土挡墙抗震的工程经验还很少， 根据现有国内外有 关 资 料，加 筋 土 挡 墙 在 地 震 时 主 要具有下述特点。 2. 1 良好的抗震性能
墙的抗震影响因素都分别做了加筋土挡墙的振动台 试验［9 ～ 11］。Ling 等以及 Tanchaisawat 等分 别 用 有 限 元程序模拟地震荷 载 下 的 加 筋 土 挡 墙，进 而 研 究 加 筋土挡墙的抗震影响因素［12 ～ 14］。最近几年，加 筋 土 挡墙在工程界的应 用 越 来 越 广 泛，因 此 有 必 要 简 单 介绍一下加筋土挡墙抗震性能的研究现状。 2 加筋土挡墙的震害调查
第 32 卷第 5 期 2010 年 10 月
工程抗震与加固改造 Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting
［文章编号］ 1002-8412（2010）05-0107-05
Vol. 32，No. 5 Oct. 2010
加筋土挡墙的抗震性能研究现状
after Kobe earthquack［17］
地震 中 遭 到 了 严 重 的 破 坏。 例 如： 位 于 大 公 （ Ta Kung） 市 129 高速公路沿线的挡土墙结构，部分采用 了加筋土挡墙。在此次地震中加筋土挡墙也遭到了 严重的破坏（ 见图 3） ，图 3 所示为高 3. 4m 加筋土挡 墙，该加筋土挡墙在 Chi-Chi 地震中几乎完全破坏，震 后调查发现，该挡墙发生最大水平位移位置距路面高 1. 6m，挡墙 后 部 5. 6m 处 出 现 了 严 重 的 地 面 开 裂 现 象；位于台中的大公居民开发区的一座高为 5m 的加 筋土挡墙和普通挡墙混合组成 的 挡 土 墙，在 Chi-Chi 地震中普通挡墙完全破坏，同样加筋土挡墙也有两处 遭到了严重的破坏 （ 见 图 4） ，通 过 调 查 发 现，加 筋 土 挡 墙 较 普 通 挡 墙 有 着 更 为 良 好 的 抗 震 性 能 。 但 是 ，若 地震烈度较大时，加筋土挡墙也有可能遭到破坏。 3 加筋土挡墙抗震性能的影响因素
E-mail：yhuang@ tongji. edu. cn
1 引言 加筋土技术自 1958 年由法国工程师亨利 · 维
达尔发明以 来，以 其 优 良 的 特 性，受 到 工 程 界 的 青 睐，得到迅速发展［1］。 而 加 筋 土 挡 墙 更 以 其 性 能 良 好 ，造 价 低 廉 且 施 工 方 便 等 优 点 ，在 实 际 工 程 应 用 中 最为普遍。我国是 一 个 多 地 震 的 国 家，而 且 地 震 区 域 分 布 广 泛 ，地 震 频 繁 而 强 烈 ，所 以 对 加 筋 土 挡 墙 地 震动力特性研究十分必要。
图 1 常 规 挡 土 墙 在 阪 神 地 震 中 破 坏［17］ Fig. 1 Soil retaining walls were destroyed in Kobe earthquack［17］
图 2 加 筋 土 挡 墙 在 阪 神 地 震 中 未 破 坏［17］ Fig. 2 Reinforced-soil retaining wall still standed
黄 雨，郑 虎，孙启登（ 同济大学地下建筑与工程系，岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092）
［摘 要］ 首先，简述了加筋土挡墙比天然地基及普通挡土墙具有更好的抗震性能，对加筋土挡 墙 抗 震 性 能 的 主 要 影 响 因 素 进行了综述，包括：筋材长度和筋材层间距、回填土 性 质、地 震 系 数 等。 同 时 也 指 出，加 筋 土 挡 墙 在 地 震 烈 度 较 大 时 也 会 发 生 破坏。最后，根据对加筋土挡墙抗震性能研究的结果 指 出，可 以 通 过 进 一 步 的 研 究 来 定 量 评 价 加 筋 土 挡 墙 的 抗 震 能 力 ，同 时 了解地震过程中的筋土耦合问题，综合考虑水平地震加速度（ ah ） 和竖向地震加速度（ av ） 对加筋土抗震性能的影响。 ［关键词］ 加筋土挡墙；抗震性能；影响因素；抗震烈度
加筋土挡墙比天然地基及常规挡土墙具有更好 的 抗 震 性 能 ，主 要 由 于 加 筋 土 挡 墙 的 柔 性 ，使 其 具 有 适应不良地基 条 件 而 引 起 变 形 的 能 力［15］。1995 年 日本阪神地震，在神 户 及 其 周 边 受 地 震 影 响 的 城 市 中，许多挡土墙都遭到严 重 的 破 坏［16］。 其 中 常 规 的 挡土墙（ 包括重力 式 挡 土 墙、悬 臂 式 挡 土 墙、扶 壁 式 挡土墙、板桩式挡土墙等） 几 乎 全 部 遭 到 破 坏 （ 见 图 1） ；而加筋土挡墙 的 破 坏 程 度 相 对 来 说 比 传 统 的 挡 土墙小得多。例如：位于阪神铁路线的段塔纳塔加 筋土挡 墙 于 1992 年 完 工，该 加 筋 土 挡 墙 总 长 为 305m，墙体最高为 6. 2m，地 震 后 依 然 保 持 良 好 的 形 态（ 见图 2 ）［17］。 据 统 计，在 阪 神 地 震 后，在 神 户 和 阿瓦 及 岛 上 约 120 个 加 筋 土 挡 墙，震 后 几 乎 全 部 未 遭破坏［18］。通过对常 规 挡 土 墙 和 加 筋 土 挡 土 墙 的 震后调查，充分说明 了 加 筋 土 挡 土 墙 较 传 统 的 挡 土 墙有着更为良好的抗震性能。 2. 2 加筋土挡墙的震害
早在 1994 年的 Northridge 地震中就有加筋土挡 墙遭到破坏的报道［19］。Ling Hoe I. 等 对 ［20］ 1999 年 Chi-Chi 地震 中 遭 到 破 坏 的 加 筋 土 进 行 了 系 统 的 调 查。Chi-Chi 地震发生于 1999 年 9 月 21 日，震级 7. 3 级 ，震后调查发 现 ，尽 管 加 筋 土 挡 墙 的 抗 震 性 能 比 常 规挡土墙更优越，但是同样有许多加筋土挡墙在此次
［中图分类号］ TU352
［文献标识码］ A
Research Status on Seismic Resistance of Reinforced Soil Retaining Walls
Huang Yu，Zheng Hu，Sun Qi-deng
（ Department of Geotechnical Engineering，Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of the Ministry of Education， Tongji University，Shanghai 200092，China ）
Abstract： Since reinforced soil retaining walls have been widely applied in geotechnical engineering field，the seismic resistance of reinforced soil retaining walls has been paid high attention to. Firstly，the seismic behavior of reinforced soil retaining walls is presented. Though the seismic behavior of reinforced soil retaining walls is much better than that of the natural foundation，ordinary soil retaining walls，reinforced earth retaining walls would be damaged too when reinforced earth retaining walls suffer from high-intensity seismic loading. Such influencing factors of the seismic resistance of reinforced soil retaining walls as the length of reinforcement，the vertical spacing of reinforcement，the properties of backfill soil and seismic coefficient are introduced respectively. Finally，conclusion is drawed that the seismic intensity of reinforced soil retaining walls could be quantitatively evaluated based on the study of seismic behavior of reinforced soil retaining walls. The coupling of reinforcement-soil during the earthquake and the influence of ah and av ’s to reinforced soil retaining walls are also considered. Keywords：reinforced earth retaining walls；seismic behavior； influencing factor； seismic intensity
目前，已 有 许 多 学 者 专 家 通 过 试 验 和 数 值 模 拟
Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting Vol. 32，No. 5 2010
·108·
工程抗震与加固改造
2010 年 10 月
等手段对加筋土挡墙抗震性能的影响因素作了专门 的研究。Richardson 等 对 高 为 380mm，回 填 土 相 对 密实度为 63% 的加筋土挡墙施加 水 平 向 正 弦 地 震 波 进 行 振 动 台 试 验［7］。 Sakaguchi 对 高 为 1. 5m，筋 材层间距 为 0. 3m 的 加 筋 土 挡 墙 进 行 了 振 动 台 试 验［8］。Koseki 等以 及 EL-Emam 等 为 研 究 加 筋 土 挡
认识 来 源 于 实 践，应 该 尽 可 能 多 地 收 集 并 分 析 已有的加筋土挡墙 地 震 资 料，总 结 加 筋 土 挡 墙 震 害 经验。但目前加筋土挡墙抗震的工程经验还很少， 根据现有国内外有 关 资 料，加 筋 土 挡 墙 在 地 震 时 主 要具有下述特点。 2. 1 良好的抗震性能
墙的抗震影响因素都分别做了加筋土挡墙的振动台 试验［9 ～ 11］。Ling 等以及 Tanchaisawat 等分 别 用 有 限 元程序模拟地震荷 载 下 的 加 筋 土 挡 墙，进 而 研 究 加 筋土挡墙的抗震影响因素［12 ～ 14］。最近几年，加 筋 土 挡墙在工程界的应 用 越 来 越 广 泛，因 此 有 必 要 简 单 介绍一下加筋土挡墙抗震性能的研究现状。 2 加筋土挡墙的震害调查
第 32 卷第 5 期 2010 年 10 月
工程抗震与加固改造 Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting
［文章编号］ 1002-8412（2010）05-0107-05
Vol. 32，No. 5 Oct. 2010
加筋土挡墙的抗震性能研究现状
after Kobe earthquack［17］
地震 中 遭 到 了 严 重 的 破 坏。 例 如： 位 于 大 公 （ Ta Kung） 市 129 高速公路沿线的挡土墙结构，部分采用 了加筋土挡墙。在此次地震中加筋土挡墙也遭到了 严重的破坏（ 见图 3） ，图 3 所示为高 3. 4m 加筋土挡 墙，该加筋土挡墙在 Chi-Chi 地震中几乎完全破坏，震 后调查发现，该挡墙发生最大水平位移位置距路面高 1. 6m，挡墙 后 部 5. 6m 处 出 现 了 严 重 的 地 面 开 裂 现 象；位于台中的大公居民开发区的一座高为 5m 的加 筋土挡墙和普通挡墙混合组成 的 挡 土 墙，在 Chi-Chi 地震中普通挡墙完全破坏，同样加筋土挡墙也有两处 遭到了严重的破坏 （ 见 图 4） ，通 过 调 查 发 现，加 筋 土 挡 墙 较 普 通 挡 墙 有 着 更 为 良 好 的 抗 震 性 能 。 但 是 ，若 地震烈度较大时，加筋土挡墙也有可能遭到破坏。 3 加筋土挡墙抗震性能的影响因素
E-mail：yhuang@ tongji. edu. cn
1 引言 加筋土技术自 1958 年由法国工程师亨利 · 维
达尔发明以 来，以 其 优 良 的 特 性，受 到 工 程 界 的 青 睐，得到迅速发展［1］。 而 加 筋 土 挡 墙 更 以 其 性 能 良 好 ，造 价 低 廉 且 施 工 方 便 等 优 点 ，在 实 际 工 程 应 用 中 最为普遍。我国是 一 个 多 地 震 的 国 家，而 且 地 震 区 域 分 布 广 泛 ，地 震 频 繁 而 强 烈 ，所 以 对 加 筋 土 挡 墙 地 震动力特性研究十分必要。
图 1 常 规 挡 土 墙 在 阪 神 地 震 中 破 坏［17］ Fig. 1 Soil retaining walls were destroyed in Kobe earthquack［17］
图 2 加 筋 土 挡 墙 在 阪 神 地 震 中 未 破 坏［17］ Fig. 2 Reinforced-soil retaining wall still standed
黄 雨，郑 虎，孙启登（ 同济大学地下建筑与工程系，岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092）
［摘 要］ 首先，简述了加筋土挡墙比天然地基及普通挡土墙具有更好的抗震性能，对加筋土挡 墙 抗 震 性 能 的 主 要 影 响 因 素 进行了综述，包括：筋材长度和筋材层间距、回填土 性 质、地 震 系 数 等。 同 时 也 指 出，加 筋 土 挡 墙 在 地 震 烈 度 较 大 时 也 会 发 生 破坏。最后，根据对加筋土挡墙抗震性能研究的结果 指 出，可 以 通 过 进 一 步 的 研 究 来 定 量 评 价 加 筋 土 挡 墙 的 抗 震 能 力 ，同 时 了解地震过程中的筋土耦合问题，综合考虑水平地震加速度（ ah ） 和竖向地震加速度（ av ） 对加筋土抗震性能的影响。 ［关键词］ 加筋土挡墙；抗震性能；影响因素；抗震烈度
加筋土挡墙比天然地基及常规挡土墙具有更好 的 抗 震 性 能 ，主 要 由 于 加 筋 土 挡 墙 的 柔 性 ，使 其 具 有 适应不良地基 条 件 而 引 起 变 形 的 能 力［15］。1995 年 日本阪神地震，在神 户 及 其 周 边 受 地 震 影 响 的 城 市 中，许多挡土墙都遭到严 重 的 破 坏［16］。 其 中 常 规 的 挡土墙（ 包括重力 式 挡 土 墙、悬 臂 式 挡 土 墙、扶 壁 式 挡土墙、板桩式挡土墙等） 几 乎 全 部 遭 到 破 坏 （ 见 图 1） ；而加筋土挡墙 的 破 坏 程 度 相 对 来 说 比 传 统 的 挡 土墙小得多。例如：位于阪神铁路线的段塔纳塔加 筋土挡 墙 于 1992 年 完 工，该 加 筋 土 挡 墙 总 长 为 305m，墙体最高为 6. 2m，地 震 后 依 然 保 持 良 好 的 形 态（ 见图 2 ）［17］。 据 统 计，在 阪 神 地 震 后，在 神 户 和 阿瓦 及 岛 上 约 120 个 加 筋 土 挡 墙，震 后 几 乎 全 部 未 遭破坏［18］。通过对常 规 挡 土 墙 和 加 筋 土 挡 土 墙 的 震后调查，充分说明 了 加 筋 土 挡 土 墙 较 传 统 的 挡 土 墙有着更为良好的抗震性能。 2. 2 加筋土挡墙的震害
