[发明专利]一种双级台阶式加筋土挡墙墙面水平位移计算方法

权利要求书

1.一种双级台阶式加筋土挡墙墙面水平位移计算方法，挡墙由回填土、墙面板、筋材和地基土四部分构成，位于墙面板背部的回填土被划分为三种不同性质的应力区域，分别为主动区、过渡区和稳定区；其特征在于，双级台阶式加筋土挡墙分为上级挡墙和下级挡墙，双级台阶式加筋土挡墙墙面水平位移包括上级挡墙墙面的水平位移和下级挡墙的水平位移；以筋材为研究对象，根据不同台阶宽度假定筋材沿长度方向的受力分布形式，基于极限平衡理论并考虑回填土强度，确定上级挡墙墙面的水平位移δ_i的计算公式为：

δ_i＝δ_zone-1,i+δ_zone-2,i

式中，δ_zone-1,i为上级挡墙主动区内筋材的水平变形，δ_zone-2,i为上级挡墙过渡区内筋材的水平变形；

下级挡墙墙面的水平位移δ_j的计算公式为：

δ_j＝δ_zone-1,j+δ_zone-2,j+δ_f

式中，δ_zone-1,j为下级挡墙主动区内筋材的水平变形，δ_zone-2,j为下级挡墙过渡区内筋材的水平变形，δ_f为地基土沉降引起的下级挡墙墙面板的附加水平位移；

当台阶宽度D≤(H₁+H₂)/20时，

当台阶宽度满足时，δ_zone-1,j满足下式：

当台阶宽度满足时，δ_zone-1,j满足下式：

其中：D为台阶宽度，H₁为上级挡墙高度，H₂为下级挡墙高度，P_r为筋材沿长度方向上任意点处的拉力，K_reinf为筋材刚度，P_rmj为下级挡墙内筋材沿长度方向的最大筋材拉力，L_j-1为下级挡墙内筋材位于主动区内的长度，为填土内摩擦角，P_rcj为下级挡墙的墙面板与筋材的连接力，l₁为下级挡墙内筋材位于主动区内不受上级挡墙附加垂直应力影响的长度，l₂为下级挡墙内筋材位于主动区内受上级挡墙附加垂直应力影响的长度，Z_j为下级挡墙顶部到下级挡墙内任意筋材层的计算深度，Z₁为上级挡墙未对下级挡墙造成影响的深度范围，Z₂为上级挡墙对下级挡墙造成影响的深度范围。

2.根据权利要求1所述的双级台阶式加筋土挡墙墙面水平位移计算方法，其特征在于，当台阶宽度D≤(H₁+H₂)/20时，将双级台阶式加筋土挡墙视为与其高度相同的单级挡墙，挡墙内存在单一破裂面，破裂面即为主动区和过渡区的分界面，上、下级挡墙内筋材在主动区内受到均布载荷且均布载荷的大小等于最大筋材拉力，在过渡区内筋材沿长度方向上的受力逐渐减小，并在过渡区与稳定区的分界面上受力为零；

当台阶宽度时，上级挡墙与下级挡墙之间的相互影响较大，考虑上、下级挡墙的相互影响，将双级台阶式加筋土挡墙视为复合型挡墙，上级挡墙内筋材的受力分布形式与台阶宽度D≤(H₁+H₂)/20时的假定相同，下级挡墙主动区内筋材沿长度方向上的受力逐渐增大，在主动区与过渡区的分界面上有最大筋材拉力，然后在过渡区内筋材沿长度方向上的受力逐渐减小，在过渡区与稳定区的分界面上受力为零；

当台阶宽度时，上级挡墙与下级挡墙之间的相互影响较小，因此将上、下级挡墙看作独立挡墙，上、下级挡墙内分别存在破裂面，上级挡墙内筋材的受力分布形式与台阶宽度D≤(H₁+H₂)/20时的假定相同，下级挡墙主动区内未受上级挡墙影响的区域内筋材受到均布载荷，下级挡墙主动区内受到上级挡墙影响的区域内筋材沿长度方向上的受力逐渐增大直至达到最大筋材拉力，在过渡区内筋材沿长度方向上的受力逐渐减小，在过渡区与稳定区的分界面上受力为零。