基于模型試驗(yàn)的肋板式擋土墻穩(wěn)定性及破壞模式分析.pdf

1、支擋結(jié)構(gòu)是巖土工程的一個(gè)重要組成部分。隨著支擋結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展，其結(jié)構(gòu)形式已從依靠墻體自重來平衡土壓力的重力式擋土墻，發(fā)展為采用錨固技術(shù)、加筋土技術(shù)、懸臂結(jié)構(gòu)以及組合結(jié)構(gòu)等多種輕型的支擋結(jié)構(gòu)。肋板式擋土墻是一種由墻面板、肋板及肋間土組成，依靠肋板與穩(wěn)定區(qū)土體和肋間土與地基之間的摩擦作用來平衡土壓力的新型輕型支擋結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是充分利用墻后土體的自穩(wěn)定性、對(duì)邊坡土體擾動(dòng)小、地基承載力要求低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等。目前，肋板式擋土墻的受力變形特征、破

2、壞模式及穩(wěn)定機(jī)理等尚不明確，未建立完善的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
　　在總結(jié)和分析已有的擋土墻研究成果基礎(chǔ)上，通過小型砂箱模型試驗(yàn)，探討了肋板式擋土墻肋板間距和長(zhǎng)度兩個(gè)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)墻體穩(wěn)定性的影響。以9m高路肩肋板式擋土墻為原型，設(shè)計(jì)了肋板間距和長(zhǎng)度變化的5組土工離心模型試驗(yàn)。利用位移控制裝置，研究肋板式擋土墻在不同側(cè)向位移下，墻面板和肋板側(cè)壁土壓力大小及分布特征、位移模式以及破壞模式等。初步得到以下結(jié)論:
　　(1)肋板式擋土墻是

3、以肋板為主要錨固體、面板為擋土體，依靠肋板與填土間摩擦作用來平衡墻面板土壓力的一種新型支擋結(jié)構(gòu)。室內(nèi)砂箱模型試驗(yàn)和離心模型試驗(yàn)表明，肋板間距和長(zhǎng)度是影響肋板式擋土墻穩(wěn)定性的兩個(gè)關(guān)鍵因素。
　　(2)隨著肋板間距由疏至密的變化，肋板式擋土墻存在兩種典型的力學(xué)作用模式:間距較大時(shí)，依靠肋板與穩(wěn)定區(qū)土體摩擦效應(yīng)提供錨固力平衡墻面板土壓力，為摩擦錨固型作用模式，極限狀態(tài)下的破裂面位于肋間土內(nèi);間距較小時(shí)，肋間土受到相鄰肋板較強(qiáng)的摩擦約束，

4、形成整體土墻，類似于利用墻體自重達(dá)到穩(wěn)定的重力式擋土墻，即整體土墻型作用模式，破壞時(shí)破裂面位于肋板外土體。
　　(3)離心模型試驗(yàn)表明，肋板式擋土墻的墻面板及肋板側(cè)壁土壓力隨肋板間距由疏至密變化呈現(xiàn)出逐漸減小的變化趨勢(shì)。其中，處于摩擦錨固型的擋土墻墻面板土壓力與無肋板的擋土墻差異不顯著，約為整體土墻型擋土墻的1.55倍。對(duì)于肋板側(cè)壁土壓力，摩擦錨固型的擋土墻是整體土墻型擋土墻的1.89倍。
　　(4)離心模型試驗(yàn)表明，肋板式

5、擋土墻的墻面板及肋板側(cè)壁土壓力沿墻高均呈非均勻分布特征，其分布形態(tài)具有良好的一致性。其中，處于摩擦錨固型的擋土墻土壓力表現(xiàn)出先增大后減小的非線性分布，合力作用點(diǎn)位于距墻踵0.51～0.56倍墻高位置;整體土墻型擋土墻則近似為三角形分布，土壓力合力作用點(diǎn)約為0.3～0.4倍墻高。
　　(5)肋板式擋土墻的墻面板土壓力隨墻體位移的增大逐漸減小，而肋板側(cè)壁土壓力則無明顯變化，且大于相應(yīng)的墻面板土壓力，墻面板與肋板側(cè)壁土壓力的比值隨著肋板