雙面加筋擋土墻的試驗研究及數(shù)值模擬分析.pdf

1、雙面加筋擋土墻是一種新型支擋結(jié)構(gòu)物，由同層高的兩側(cè)面板用一根或多根拉筋相互連接，并在兩側(cè)面板間分層填土而成，具有成本低、材料耗費少、少占耕地、構(gòu)件輕，面板可由人工安裝，填土可采用機械壓實等特點，在人工填土邊坡受限制地段和城市郊區(qū)鐵路、高等級公路及城市道路方面具有明顯的優(yōu)勢，具有廣闊的應用前景。論文結(jié)合湖北省交通廳科技項目“雙面直立互錨式高路堤公路新結(jié)構(gòu)理論及計算機仿真研究”而開展研究。 通過模型試驗測試分析，給出了墻背土壓力及拉

2、筋拉應變的分布規(guī)律及設計和有關(guān)計算所需的參數(shù)，得出了擋土墻土壓力分布不同于經(jīng)典土壓力理論。在模型試驗的基礎上，一段總墻高為9.6米、長度為80米的雙面加筋擋土墻首次應用于遠(安)當(陽)國防公路擴建工程中，并對該擋土墻的變形和受力進行了現(xiàn)場原型觀測，觀測內(nèi)容主要包括拉筋拉力、墻背面板的土壓力、基底壓力及墻體的水平位移等。觀測結(jié)果表明，側(cè)向土壓力均隨填土高度的增大而增大，并呈非線性分布，屬于柔性結(jié)構(gòu)的雙面加筋擋土墻的變形受到墻后拉筋的限制

3、，隨著填土高度的增加，引起墻面位移的土壓力與拉筋的抗拔阻力處于動態(tài)平衡中；由拉筋拉力換算的土壓力和壓力盒量測的土壓力沿墻高的變化趨勢一致，大多數(shù)實測土壓力均介于靜止和主動土壓力之間；各層拉筋拉力隨填土高度的增加而增大，不同高度處的拉筋拉力分布有所差異；分析表明，該擋土墻的受力和變形完全滿足結(jié)構(gòu)的強度、穩(wěn)定和安全的要求。 由于對拉鋼筋處于土石混合填料、水等較復雜的環(huán)境中，因此，解決對拉鋼筋的防腐問題成為該結(jié)構(gòu)能否推廣應用的關(guān)鍵。通

4、過對比試驗和參考相關(guān)資料提出了以環(huán)氧樹脂為主的防腐涂料，給出了涂料的最佳配方比，探討了不同配方涂層的耐酸性、耐堿性以及耐鹽性；通過MTS-810疲勞試驗機測試不同配方涂層鋼筋經(jīng)加速腐蝕后的抗拉強度的變化；根據(jù)涂層的經(jīng)濟性、附著力、柔韌性、耐蝕性、應用性和力學性能等性能分析，提出一種適用于對拉鋼筋的表面防腐的涂層配方，并制定出鋼筋表面防腐處理工藝流程及注意事項。 運用通用有限元分析程序ANSYS，對軟弱地基上采用雙面加筋擋土墻的受

5、力和變形進行了二維、三維有限元分析，計算中采用DP模型模擬土體材料的非線性，研究分析了墻體的水平側(cè)移、路堤的沉降量、地基反力、基底應力及墻背土壓力的分布規(guī)律，有限元計算結(jié)果與現(xiàn)場原型觀測的結(jié)果具有很好的一致性，說明采用ANSYS模擬雙面加筋擋土墻結(jié)構(gòu)是可行的；證明了在土體側(cè)向位移較大的情況下，拉筋能夠充分發(fā)揮其抗拉性能，從而限制土體的側(cè)向變形和路堤外側(cè)地基的隆起，對拉鋼筋的存在對減小路堤的不均勻沉降和提高路堤的整體穩(wěn)定性有重要的作用；有