复合加筋格宾挡墙的工程应用研究

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1、陈毅敏:复合加筋格宾挡墙的工程应用研究·45·复合加筋格宾挡墙的工程应用研究陈毅敏(中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉430064)摘要:以8m高加筋陡坡设计为例，介绍了复合加筋土结构形式和单元组成。利用极限平衡条分法和有限元技术分别分析了两种方案的安全稳定性和变形特征，得出了复合加筋土结构与传统加筋土结构相比，性能等效、造价更经济的结论。该结构在温福铁路DK246+300～+360右侧滑坡治理工程中的首次成功应用证实，结构稳定、施工简便，墙体美观。关键词:复合加筋格宾;极限平衡条分法;有限元;稳定安全系数;变形+中图分类号:U

2、417.115文献标志码:A文章编号:1003－8825(2011)03－0045－030引言就我国目前加筋土结构应用情况而言，还是采用［1－10］筋材密间距布置方式(0.3～0.5m)，其原因可归纳为两点:其一，我国目前生产的土工格栅与国外生产的土工格栅相比，强度还较低，120年长期设计抗拉强度不超过100kN/m，而国外加筋土结构，尤其是高大加筋土结构，其主筋材120年长期设计抗拉强度已超过300kN/m;其二，我国对筋材间距对加筋土结构性能影响的研究还不够深入。本文介绍国外当前比较流行的复合加筋土结构。加筋格宾单元的一般规格

3、为幅宽2.0m，高0.5或利用极限平衡条分法和有限元方法，对8m高加筋陡1.0m，加筋网面长度根据设计确定。加筋格宾的详坡的传统方案和复合加筋土方案的安全稳定性和变形细产品细节可参考文献［11］。特征进行了对比分析。最后介绍该种结构在我国的首1.2.2高强土工格栅个应用案例。高强土工格栅是以高强聚酯纤维为原材料，经聚拢到聚乙烯外套中，纵横交错而成的一种特殊的土工1复合加筋格宾结构格栅，具有质控抗拉强度高、蠕变折减系数小、幅宽1.1结构形式大的特点，专业用于高大加筋土结构工程。复合加筋格宾系列结构主要由作为面墙和二次筋28m高加筋陡

4、坡的稳定性和变形分析材的加筋格宾单元及作为主筋材的高强土工格栅组2.1加筋陡坡设计成。结构形式如图1。1.2单元组成考虑一8m高的加筋陡坡工程，分别采用两种设1.2.1加筋格宾计方案，即传统的低强度土工格栅反包方案和复合加筋格宾结构方案，设计断面如图2。其中在传统方案加筋格宾单元的基本元素为镀锌并复塑的低碳钢中，筋材选用质控抗拉强度为80kN/m的HDPE土工丝经机编而成的双绞合六边形金属网面。其面墙为格格栅。而在复合加筋格宾方案中，除面墙二次筋材的宾网箱，拉筋与面墙网面为同一网面的无节点连接。间距为0.5m外，其余主筋材的间距为

5、2.0m，质控收稿日期:2010－12－27抗拉强度为200kN/m。基金项目:湖南省交通科技项目:高速公路新型加筋土结构技术研2.2计算参数究与示范工程(200612)传统加筋陡坡解决方案和复合加筋陡坡解决方案作者简介:陈毅敏(1961–)，男，浙江杭州人。高级工程师，主要从事铁路路基勘察设计工作。E-mail:cym11113@所用双绞合六边形金属网和土工格栅的力学参数如表163．com。1。各区域土体计算参数的取值如表2。路基工程·46·SubgradeEngineering2011年第3期(总第156期)表1筋材物理力学参

6、数弹塑形模型材料拉伸模量峰值拉残余拉应用－1名称/(kN·m)伸强度伸强度区域－1－1/(kN·m)/(kN·m)HDPE传统8008080格栅加筋方案PET高强2000200200格栅复合加筋双绞合金方案3603636［12］属网表2土体物理力学参数单位重度弹性模量粘聚力内摩擦角材料名称泊松比－3/MPa/kPa/(°)/(kN·m)地基土201000.301033路基填料19500.180352.3稳定性分析采用加拿大Slope/w软件计算两种加筋陡坡稳定安全系数，两种方案的计算结果如图3。传统加筋设计方案的稳定安全系数为1.

7、438;复合加筋设计方案的稳定安全系数为1.551。2.4变形分析的相对位移，即认为筋材和土完全位移协调。边界条2采用加拿大的Phase6.0软件进行有限元分析。件:上部为自由边界，左右两侧水平约束，底部固土体单元采用摩尔－库仑模型。筋材采用Line单元定，所建立的有限元模型如图4。［13］模拟。同时根据文献［14］，不考虑筋材和土之间陈毅敏:复合加筋格宾挡墙的工程应用研究·47·两种方案水平位移比较见图5，从图5看出，即使复合加筋格宾方案的主筋材间距达到2m，但挡墙面墙的水平位移仍然小于传统加筋设计方案。因此只要保证面墙二次筋材

8、的密度足够，复合加筋格宾结构从筋材使用量来说，要比传统方案节省很多，在本例中，复合加筋设计方案节省土工格栅用量50%。4结论(1)温福铁路DK246+300～+360右侧滑坡，采用设置复合加筋格宾系列结构，通过利用高强土工格栅，在降低土工格栅用量的