基于砂箱模型試驗(yàn)的肋板式擋土墻穩(wěn)定性及破壞模式研究.pdf

1、支擋結(jié)構(gòu)是巖土工程的一個重要組成部分。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)與基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，對于復(fù)雜地質(zhì)條件下支擋結(jié)構(gòu)提出了更高要求，許多采用錨固技術(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)開始廣泛應(yīng)用。肋板式擋土墻是一種由墻面板、肋板及肋板間土體組成的新型支擋結(jié)構(gòu)，依靠伸入穩(wěn)定區(qū)土體的肋板與肋板間土體的摩擦作用來平衡作用在面板上土壓力。其主要特點(diǎn)是充分利用墻后土體的自穩(wěn)定性、對邊坡土體擾動小、地基承載力要求不高，結(jié)構(gòu)簡單等。目前，肋板式

2、擋土墻的受力變形特征、破壞模式及穩(wěn)定機(jī)理等尚不明確，未建立相應(yīng)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，通過室內(nèi)小型砂箱模型試驗(yàn)，探究紙質(zhì)柔性面板肋板式擋墻模型與有機(jī)玻璃剛性面板肋板式擋墻模型兩種面板類型肋板式擋墻穩(wěn)定性的影響因素。重點(diǎn)分析肋板式擋土墻肋板間距和肋板長度兩個主要結(jié)構(gòu)參數(shù)對墻體穩(wěn)定性的影響，并得到相應(yīng)的合理布置方式。另外，試驗(yàn)研究了肋板式擋土墻破壞模式及破裂面的位置與形態(tài)，初步得到以下結(jié)論:

3、>　　(1)肋板式擋土墻是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)表明，肋板間距和長度是影響肋板式擋土墻穩(wěn)定性的兩個關(guān)鍵因素。
　　(2)采用長750mm、寬500mm、高500mm的膠合木板模型箱，以350g/m2白卡紙作為墻面板、800g/m2雙灰紙作為肋板以及石英砂作為填料開展了柔性面板下砂箱模型試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，受面板剛度低的影響，作用在墻面板的土壓力使

4、墻面板產(chǎn)生較大的局部變形，隨肋板間距增大而更為顯著，對擋土墻的自穩(wěn)不利。極限穩(wěn)定狀態(tài)下長肋疏布布置方式所需的肋板面積較大，受最小肋板長度的限制，短肋密布方式所需肋板面積也隨肋板間距變小而增大，因此，肋板處于長肋疏布與短肋密布方式過渡區(qū)的布置方式所需肋板面積較小，為最優(yōu)布置方式。
　　(3)選用長750mm、寬500mm、高500mm的有機(jī)玻璃板模型箱，以有機(jī)玻璃板作為墻面板、800g/m2雙灰紙作為肋板以及粉細(xì)砂作為填料開展了剛性

5、面板砂箱模型試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，砂箱邊壁的邊界效應(yīng)不顯著，可視為對稱面，肋板間距為最外側(cè)肋板至砂箱邊壁距離的兩倍的等間距布置方式為合理的布置方式，即對稱面布置法，較等間距布置法更為合理。剛性面板肋板式擋土墻的穩(wěn)定性受面板自身剛度影響較小，可以充分發(fā)揮肋板與土體的摩擦作用，在極限穩(wěn)定狀態(tài)下，長肋疏布方式所需肋板面積最小。
　　(4)利用長800mm、寬600mm、高600mm的鋼制模型箱，制作300mm墻高有機(jī)玻璃材質(zhì)肋板式擋土墻模型，

6、以標(biāo)準(zhǔn)砂作為墻后填料開展了4組砂箱模型試驗(yàn)。經(jīng)過離心加載后，給予肋板式擋土墻足夠位移使擋墻產(chǎn)生破壞，觀察內(nèi)部破裂面的位置及形態(tài)。在肋板式擋土墻水平位移較大時(shí)，推墻試驗(yàn)使肋板式擋土墻破壞等效于無人為外力影響下?lián)跬翂ψ陨硎Х€(wěn)破壞，驗(yàn)證了隨著肋板間距由疏至密的變化，在極限穩(wěn)定狀態(tài)下，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，為長肋疏布的摩擦錨固型破壞模式，極限狀態(tài)下的破裂面位于