加筋土挡土墙的结构原理与应用.doc

加筋土挡土墙的结构原理与应用.doc1 加筋土挡土墙的结构原理与应用摘要: 加筋土挡土墙广泛应用与公路支挡工程, 带来了显著的社会效益。回顾了加筋土的发展历史, 介绍了它的应用现状及发展前景, 总结了加筋土挡土墙的结构设计形式, 根据现状提出目前研究的热点方向, 介绍了加筋土挡土墙的信息。关键词:加筋土挡土墙结构设计引言 1963 年法国工程师亨利· 维达尔( Henri Vidal )首先发现了加筋土模型,并因此提出了土的加筋方法与设计理论。 1965 年法国在普拉聂尔斯( Prageres ) 成功修建了世界上第一座公路加筋土挡墙, 随后加筋土技术在工程中得到广泛的应用。我国于 1980 年在山西修建了第一座公路加筋挡土墙,与此同时,开展了加筋土技术的研究, 建立了相应的工程技术规范。同时, 在工程实践的基础上研制了很多符合我国国情的结构形式和材料。在加筋土挡土墙的理论研究与工程实践过程中, 对加筋土本质的理论研究相对浅显。研究的主要难点在于: (l) 工作性状复杂。加筋土挡墙不仅要考虑填料与筋材的各自受力、变形性状及相互作用, 还要考虑筋材与面板、填料与面板之间的作用力与 2 变形之间的关系,任一部分工作性状发生变化都会引起整体性状的变化。(2 )土压力理论不成熟。挡土墙背的土压力分布规律是一个经典的土力学难题, 加之加筋土挡墙的自身性状复杂, 土压力理论在应用上受到限制。(3 )理论研究相对较少而且相对粗浅,实验资料也不多。[1] 1. 加筋土挡土墙的基本原理加筋土挡墙一般由面板、加筋材料和土体填料等主要部分组成。结构内部存在着墙面上压力、拉筋拉力及填料与拉筋间的摩擦力, 保证了这个复合结构的内部稳定。同时, 其要能抵抗筋尾部后面填土所产生的侧向土压力, 从而使整个复合结构外部稳定。这些基本原理一般可以归纳为以下两点[2] : (1 )摩擦加筋理论由填土自重和外力产生的侧压力作用于面板, 通过面板上的筋带连接件将侧压和传给筋带。筋带材料被土压住, 筋带与土之间产生的摩阻力阻止筋带被拔出。因而, 只要拉筋材料具有足够的强度, 并与土体产生足够的摩擦力,加筋的土体就可保持稳定。(2 )准粘聚力原理加筋土结构可以看作是各向异性的复合材料, 通常采用的拉筋, 其弹 3 性模量远大于填土。在这种情况下, 拉筋与填土的共同作用, 使得加筋土的强度明显提高。可以从三轴试验中得到验证。 2. 加筋土挡土墙的结构加筋体由填料、拉筋以及墙面板组成。(一) . 加筋体横断面加筋体横断面形式一般宜用矩形, 这种断面形式是根据最小拉筋的长度的要求提出来的。实验表明拉筋长度应不小于 3m, 否则就有被拔出来的可能。这是因为无法使用重型机械压实, 墙面附近填土处于未被充分压实的状态,拉筋不会沿其全长发挥出全部摩擦阻力。在地形受到限制时也可采用倒梯形断面, 拉筋的长度随着填土深度增加而递减。在宽敞的填方地段也可采用正梯形断面, 拉筋的长度随着填土深度增加而增加。(二) . 填料填料与加筋材料组成加筋土的主体结构。高质量的填土排水方便,可改善加筋材料的耐久性, 减少加筋材料的数量。一般而言, 砾类土、砂类土、碎石土等可直接采用, 其它土根据情况可经过一定的处理、辅以相应的措施等才能采用。其基本要求为: (l )易于填筑和压实; 4 (2 )能与拉筋产生足够的摩擦力; (3 )满足化学和电化学标准; (4 )水稳