砂卵石填料加筋土挡墙筋土荷载传递规律研究.pdf

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1、第33卷第7期长江科学院院报Vol_33No．72016年7月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteJu1．20162016，33(07)：105—109砂卵石填料加筋土挡墙筋土荷载传递规律研究王多银，高超，汪承志，韩超，仝亚(重庆交通大学河海学院，重庆400074)摘要：为了研究砂卵石填料加筋土挡墙筋土间荷载传递规律，将加筋土视作以土体为基体，筋带为增强的复合材料，在轴向受力情况下，将拉筋周围土体分为界面层和加筋有效影响层。基于加筋有效影响层内由筋带

2、产生的附加剪应力沿法向呈线性衰减的假设，修正了传统剪力滞后模型，建立起加筋带平衡微分方程，解得加筋土挡墙筋带轴向应力分布规律解析解。通过与拉拔试验数据对比，发现理论推导与试验结果比较吻合。研究结果表明：砂卵石填料加筋土挡墙拉筋应力沿长度l方向呈先增大后减小的类抛物线形状，且峰值出现在

3、—0105—05剪力滞后理论是由Coxl9研究包埋在某一无穷大的基体材料中的单根短纤维的问题时首次提出，1研究进展而后经Rosen，Fukuda，Dow等不断完善，已形成相砂卵石主要分布于我国西南地区，其因压实性对完整的体系，并能很好地反映纤维与基体荷载传能好、透水性强，抗剪强度高等优良特性被广泛应用递特点¨⋯。于高土石坝、路基、桥梁礅台、挡土墙等工程领域。本文通过剪力滞后理论结合模型试验分别从筋近年来，随着加筋技术的成熟，以砂卵石为填料的加带(条带式加筋材料)轴向应力分布和填土内剪应筋结构更是越来越受到工程

4、人员的青睐。加筋土的力沿法向传递2个方面分析了砂卵石填料加筋土挡工作原理为土体和筋材通过界面摩擦形成复合体，墙筋土相互作用规律。加强原土体的抗剪强度¨J，其结构性能主要取决于筋土间的相互作用。2加筋挡墙筋带轴向应力公式推导目前，国内外对于筋土相互作用研究已取得了丰富的研究成果。如丁金华、包承纲利用弹性理论解2．1传统剪滞模型得筋材连续分布情况下加筋土应力分布理论解，提出传统剪滞模型是由Cox于1952年提出，见“加筋有效影响范围”的概念，并认为在该范围内剪应图1。力呈线性衰减；周健等应用离散元软件PFC模拟，

5、、efI了格栅的拉拔试验，从模拟结果可以清晰地看到格栅II—II上下一定区域内的土体在拉力作用下应力水平显著增大，验证了“加筋有效影响范围”的存在；杨广庆二＼＼／，／爿II、、／，lJ一—+等]，王祥等对加筋土挡墙拉筋轴向应力、应变大小及规律进行了现场测试，发现拉筋应力沿长度f方注：e表不水平拉应力；r表示增强半径；R表不基体半径；表示距计算参考面水平距离。向呈非线性分布规律，且峰值出现在

6、r-lagmodel砂卵石的研究主要集中于砂卵石的抗剪强度、剪胀假设复合材料基体和纤维均为理想的线弹性性、弹性模量等方面』，对以砂卵石为填料的加筋体。在轴向受载时，由于基体和纤维之间的弹性差结构的研究却很少有人涉及。异使界面层上下发生相对位移，从而产生剪切应力。收稿日期：2015—04～20；修回日期：2015一o5—12基金项目：国家自然科学基金项目(51209242)作者简介：王多银(1965-)，男，四川遂宁人，教授，博士生导师，长期从事港口码头水工建筑物科研及教学工作，(电话)023—62652716

7、(电子信箱)wdy@cqjtu．edu．ca。长江科学院院报2016篮此剪切应力即为基体与纤维间应力的传递方式。该式(2)实为剪滞理模型中纤维被视作圆柱体，并假设纤维只承受轴向论的基本公式。现在，推拉力，而基体仅承受剪切荷载作用。但该模型未考导的关键即为确定丁的虑纤维应力的有效传递范围，认为纤维应力将通过表达式。筋带周围土体相对剪切发散到整个基体之中，这显然是有悖于圣被分为筋土界面层和有维南原理的，因此有必要对剪力滞模型进行一定的效影响层，各层受力情况修正再运用于加筋土的应力传递计算之中。如图4所示。2．2剪

8、滞模型修正与筋带应力公式推导筋土界面层很薄且根据丁金华、包承纲的理论及试验结果¨，层内土体只受剪切应力—将加筋土体分为3部分，即：筋土界面层、有效影响作用，加筋有效影响层水图4剪滞模型应力拆分Fig．4Stressesdecoupling层和远离层对传统的剪滞模型予以修正。修正的剪平方向受到正应力和剪inshear-lagmodel滞模型如图2所示，筋带宽t，厚h，紧邻筋带表面切应力。其中丁为关于的