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(gè)重要組成部分。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，對(duì)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(kāi)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(lái)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(duì)邊坡土體擾動(dòng)小、地基承載力要求不高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guò)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(lèi)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(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，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(lái)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(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)采用長(zhǎng)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(kāi)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(duì)擋土墻的自穩(wěn)不利。極限穩(wěn)定狀態(tài)下長(zhǎng)肋疏布布置方式所需的肋板面積較大，受最小肋板長(zhǎng)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(zhǎng)肋疏布與短肋密布方式過(guò)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(zhǎng)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(kāi)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(duì)稱(chēng)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(duì)稱(chēng)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(zhǎng)肋疏布方式所需肋板面積最小。
　　(4)利用長(zhǎng)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(kāi)展了4組砂箱模型試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)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(wú)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(zhǎng)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