列车荷载对路堤式加筋土挡墙结构力学特性影响的数值模拟.pdf

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1、第31卷第3期长江科学院院报Vo1．31No．320l4年3月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteMar．2014DOI．10．3969／j．issn．1001—5485．2014．03．0162014，31(03)-96—100列车荷载对路堤式加筋土挡墙结构力学特性影响的数值模拟刘明志，杨广庆(石家庄铁道大学土木工程学院，石家庄050043)摘要：利用有限元计算软件PLAXIS，建立路堤式加筋土挡墙在列车荷载作用下的计算模型，并且通过与垂直土压力和水平土压力的实测值

2、和理论计算值相对比，肯定了模型的合理性。进一步改变加筋间距与填土高度，探讨了加筋土挡墙在列车荷载作用下水平土压力、面板水平位移和筋材最大拉力的变化规律。结果表明：同一高度的垂直土压力值沿筋长方向呈增加趋势；水平土压力值随填土高度增加而增加，沿墙高方向值变小。增加拉筋间距，会使水平土压力值、面板水平位移和筋材最大拉力均增大。降低填土高度对墙背水平土压力、面板水平位移和筋材最大拉力的影响较小，在施加列车荷载后2种曲线均近乎重合。在列车荷载作用下，可通过增大加筋间距和降低台阶填土高度来优化加筋土挡墙的整体性能。关键词：Plaxis；

3、加筋土挡墙；列车荷载；有限元计算中图分类号：Tu443文献标志码：A文章编号：1001—5485(2014)03—0096—05究了列车荷载对结构力学性能的影响，并将计算结果与理论值、实测值相对比，确定了模型的可靠性。1研究背景在模型基础上，改变加筋间距及填土高度，分析其对加筋土挡墙因其占用土地少、适应变形能力强以墙面变形及轴力的影响，对加筋挡土墙设计有一定及造价低的优点在工程中得到了广泛应用。由于我参考价值。国铁路路基的特殊性和路堤式加筋土挡墙设计方法的不成熟，目前研究主要针对路肩式加筋土挡墙。经2计算模型过学者们的研究与实

4、践¨J，现行的《铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2006)(2009局部修订本文选用文献[3]中的路堤式加筋土挡墙试验版)已经列入了路堤式加筋土挡墙的设计方法。工程进行有限元模拟，并与现场实测数据进行对比。王祥等_3I4进行了路堤式加筋土挡墙的现场原2．1工程概况位试验，分析了墙面板水平土压力、墙后土体垂直土试验工程范围位于株州一六盘水铁路复线娄底压力和加筋材料的变化规律，为路堤式加筋土挡墙段K367+514至K367+600，试验段挡土墙长86m，的研究积累了资料。文章进一步比较了路堤式与路该段路基右侧为既有铁路

5、，左侧采用路堤式加筋土肩式2种加筋土挡墙的土压力变化规律及破裂面位挡墙收坡，挡墙高6．5m，挡墙上部填土路堤高5Ill。置，并提出了列车运行荷载对面板水平土压力及墙工点位于剥蚀丘陵区，表层为坡积粉质黏土，棕黄后土体的垂直土压力和拉筋的变形影响均较小的结色、硬塑。设计线路为一级干线铁路，路基面宽度论。叶观宝【5等通过有限元分析手段，论证了面板B=6．9m。上部荷载换算土柱高h。=3．2m，宽Z。=对加筋土挡墙的整体稳定性几乎没有影响，为实际3．6m；填料重度=18kN／m。，综合内摩擦角=工程的应用提供了理论指导。但作者并未考虑

6、作用35。；拉筋采用重庆永固工程拉筋带厂生产的在挡墙上的列车荷载，而且所建模型与实际工程的CAT30020C型复合材料加筋带，单根拉筋带宽相符度不高。本文在前人的基础上改进了模型，研30mm、厚2mm，其破断拉力为11．4kN／根，容许拉收稿日期：2o13—11—15：修回日期：2o13—12—23基金项目：国家自然科学基金(51178280，51378322)；河北省科技计划项目(11215612D)；中国铁路总公司科技计划项目(2013G010一C)作者简介：刘明志(1988一)，女，河北石家庄人，硕士研究生，主要从事加筋

7、挡土墙和路基设计，(电话)0311—87939546(电子信箱)minzya@163．com。通讯作者：杨广庆(1971一)，男，河北沧州人，教授，博士，博士生导师，主要从事土工合成材料加筋、路基工程及地基处理等方面的研究与教学工作，(电话)0311—87936468(电子信箱)gtsyang@vip．163．eom。长江科学院院报300350[间，这是因为计算过程中将铺设过程分开考虑，增加了计算的步长，产生的累加效应所致。7654俺3酆2整体来看，本模型对加筋土挡墙的垂直土压力和水平土压力的模拟较为合理，可以进行下一步优化设

8、计。O123456701234567至面板距离，m至面板距离／m(a)第1层筋材Co)第5层筋材4优化设计一l-4层筋带一5-8层筋带一9-13层筋带4．1改变加筋间距填高1．5m一填高5m原方案的设计拉筋竖向间距为0．5m，将间距改一施加列车荷载一理论值变为1m，其他条件不