挡土墙的抗震性能与地震荷载分析

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　

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　

第２１卷第４期　２００２年８月　兰州铁道学院学报（自然科学版）　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＬＡＮＺＨＯＵ　ＲＡＩＬＷＡＹ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｅｉｍｃ￣）　Ｖｏ１．２１　Ｎｏ．４　Ａｕｇ．２００２　

文章编号：ｉ００１—４３７３（２００２）０４—０００９—０３　

地震作用下加筋土挡墙稳定性分析　

杨有海　

（兰州铁道学院土木建筑学院。甘肃兰州７３００７０）　

摘要：介绍了加筋土挡墙静力粘着稳定性分析结果；以此为基础对在水平地震作用下的加筋土挡墙的粘着稳定　性进行了分析，研究了挡墙破裂面的形状与位置，推求了筋条的　临界长度表达式，供工程设计参考．　关键词：加筋土；挡土墙；静力分析；动力分析；地震作用；临界长度　中圈分类号：Ｕ２１３．１　文献标识码：Ａ　

０　引言　面（见图　）而进行分析，使得求得的结果过于保守　

加筋土挡墙内部稳定性分析包括静力分析及动　

荷载（如地震作用）作用下的动力分析．在工程中所　

采用的静力分析法主要有两类：１）以朗金理论为基　

础的应力分析法；２）以库伦理论为基础的楔体平衡　

分析法．这两种方法均未充分考虑加筋土的工作机　

理和加筋土结构的实际工作情况，因此，其分析结果　

不完全符合工程中的实际情况．对此，许多研究工作　

者和工程技术人员进行了深入的研究，提出了各种　

分析方法．其中较为符合加筋土结构工作机理的方　

法是根据大量的实测结果假定加筋土挡墙中填土的　

破裂面形状为折线型，即在高度为Ｈ的挡墙中，若　

墙顶无超载作用，则其下Ｈ／２高度为朗金理论破裂　

面，上Ｈ／２高度为与墙面平行的竖直面…，以此为　

基础分析加筋土挡墙的整体稳定性．　

地震力作用下重力式挡土墙的稳定性分析大多　

采用Ｍｏｎｏｎｏｂｅ、Ｏｋａｂｅ提出的拟静力法．这种分析　

方法在计算挡土墙侧向土压力时，以库伦理论为基　

础，并考虑破裂楔体上地震惯性力的作用．　

本文按照Ｍｏｎｏｎｏｂｅ—Ｏｋａｂｅ法　Ｊ，并考虑了加　

筋土挡墙的工作特性，对水平地震作用下加筋土挡　

挡土墙的荷载计算与稳定性分析

挡土墙是一种常见的土木工程结构，用于防止土壤的滑动和坍塌。在设计和建造挡土墙时，荷载计算和稳定性分析是非常重要的。本文将详细介绍挡土墙的荷载计算和稳定性分析的相关内容。

荷载计算是指根据实际情况确定挡土墙所受到的各种力的大小和作用方向。常见的荷载包括填土荷载、活荷载和地震荷载等。填土荷载是指挡土墙背后的土体所施加的垂直荷载，可以通过土体重量和水平荷载计算得出。活荷载是指挡土墙上的建筑物、车辆和行人等可变荷载，它们的作用可以通过工程测量和计算得出。地震荷载是指地震时挡土墙所受到的水平地震力，可以根据地震烈度和挡土墙结构的特点进行计算。

稳定性分析是指确定挡土墙在各种力的作用下是否能保持稳定的过程。稳定性分析主要涉及平衡和抗倾覆的问题。平衡问题是指挡土墙在各种力的作用下是否能保持平衡，即是否存在平衡条件。抗倾覆问题是指挡土墙在各种力的作用下是否能抵抗倾覆，即是否满足抗倾覆条件。

挡土墙的平衡问题可以通过受力分析和力矩平衡计算来解决。首先，根据土体性质和几何形状，确定挡土墙受到的各种力的大小和作用方向。然后，将这些力分解为水平力和垂直力，并计算它们的合力和合力矩。最后，根据力矩平衡条件，判断挡土墙是否能保持平衡。

挡土墙的抗倾覆问题可以通过判断挡土墙的倾覆安全系数来解决。倾覆安全系数是指挡土墙抗倾覆能力与倾覆力之比。在稳定性分析中，需要计算挡土墙的倾覆力和抗倾覆力。挡土墙的倾覆力主要包括土体重力、填土荷载和水平地震力等。抗倾覆力主要来自于挡土墙自重、材料强度和摩擦力等。通过比较倾覆力和抗倾覆力的大小，可以得到挡土墙的倾覆安全系数，从而判断其抗倾覆能力。 在荷载计算和稳定性分析中，常常需要采用计算方法和软件来进行计算和分析。目前，有许多专业软件可以帮助工程师进行挡土墙的荷载计算和稳定性分析，例如Plaxis、Slope/W和Slide等。这些软件能够根据输入的参数和条件，自动进行受力分析、力矩平衡计算和倾覆安全系数的评估，提供详细的计算结果和分析报告，极大地便利了工程师的工作。