对基于侧向土压力理论的筋材拉力的评价及刚性面加筋土挡墙土压力的确定.pdfVIP

2013第四届全国土工合成材料加筋土学术研讨会论文集 对基于侧向土压力理论的筋材拉力的评价及刚性面 加筋土挡墙土压力的确定 邹维列1王协群2冷建军3庄艳峰1 (1．武汉大学土木建筑工程学院武汉430072；2．武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070； 3．Tenax EastMonumentStreet 2 Corporation,4800 Baltimore，MD1205，USA) 擅要：加筋土挡墙的常规设计一般采用基于侧向土压力的方法，在设计中的一个关键问题是确定各层筋材的拉力， 以维持挡墙系统处于平衡状态。筋材拉力决定了满足长期强度要求的筋材的选择，并用于受此拉力作用下筋材抗拔 出长度的计算。但不同设计方法中所采用的侧向土压力既可能满足、也可能不满足加筋土体基本的整体平衡条件。 介绍了美国Leshchinsky采用简单的静定方法所建立的“基准测试”并用来检查了现有三种典型常规设计方法 (AASHTO、NCMA和K-冈《度法)所得到的筋材拉力的测试结果。基本静力学分析结果表明，为了探明不同设计 方法计算出的筋材拉力的合理性，这样的“基准测试”是必要的(但不是充分的)。其中使用最为简单、总体上被视为 保守的AASHTO方法是满足基准测试的。但如果考虑墙体所起的重要作用，该方法给出的结果可能是非常保守的； 如果在评估筋材拉力时明确地考虑模块墙体所产生的抗滑阻力，NCMA方法很也可能是满足的；而经验性的新l(0- 刚度法则可能违背静力学原理，导致筋材拉力被严重低估。 “重力式”加筋土挡墙和“全高刚性面”加筋土挡墙是墙面为具有抗弯刚性的新型挡土结构，可统称为“刚性墙面加 筋土挡墙”。与普通面板式加筋土挡墙的主要不同在于其墙面厚、刚度大，对墙后填土侧向变形的约束较大，并要求 刚性墙面承担墙后土压力的作用。但目前我国对其工作性状、设计方法缺少系统、深入的研究，相关规范也没有涉 及，明显落后于实践。针对墙顶有堆载的路堤式挡土墙，采用数值分析方法，考虑“先筑刚性墙、后填加筋土”和“先 填加筋土、后筑刚性墙”两种不同施工顺序，从筋材与填土的应力、应变和挡墙变形等方面，分析了刚性墙面加筋土 挡墙的工作性状。结果表明，刚性墙面的水平变形沿墙高为直线分布，在墙顶处最大；“先填加筋土、后筑刚性墙面” 的施工顺序能更好地发挥筋材的作用，减小墙后土压力，控制墙体的变形。建议对刚性墙面加筋土挡墙，借鉴日本 《鼬汛．B工法设计·施工规范》的“双楔法”确定墙后土压力，而筋材拉力仍按AASHTO方法计算，以便与国内现有 规范接轨。 关键词：平衡；挡墙；土工合成材料；土压力：设计；土体稳定；刚性墙面；双楔法 Part I加筋土挡墙设计中的整体平衡问题+ 0引言 在一些土工结构(如边坡和挡墙)中，设计的目标是使其具有足够的稳定性。加筋土结构也不 例外。经验表明，采用简单的极限状态方法可以设计出安全的加筋土结构。如果安全系数满足要求， 位移也很可能处在可接受的范围内。 通常，加筋土挡墙的设计是～个协同方法的结果，即采用不同的方法分别进行内部稳定和外部 稳定分析，确定满足要求的筋材强度和筋材长度。 通过内部稳定分析给出各层筋材的最大拉力死扪与％。大小有关的筋材和面板之间的连接力 死以及提供抵抗％。所需要的筋材抗拔出长度。可见，筋材的最大拉力％。是选择具有合适的长期 强度、筋材长度和所要求的连接强度的土工合成材料的基础，从而成为设计的中心要素。 外部稳定分析把加筋土视为与重力墙一样的连续体，要求具有足够的抗滑动、抗倾覆稳定性和 地基稳定性。 通常％。是土工合成材料延伸率的函数，决定于筋材．侧限土沿界面上的相互作用。但基于筋材 位移(应变)来确定乃。的方法十分复杂，总的来讲并不实用。因此，在加筋土挡墙的常规设计方 法中，通常采用基于侧向土压力乘以一层筋材分担的土压力面积的简化方法来计算％。，即假定墙 顶超载压力和每一层筋材高度处的侧向土压力系数都是己知的。从而，在不同设计方法中，％。的 结果就决定于所采用的具体不同假定。 ?注：这一部分内容笔者是根据美国Delaware大学Dov 于币确认识并在常规设计中合理应用加筋土挡墙的三种代表方法有着重要的参考价值。 130