[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

说明书

本发明为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，确定了上、下级挡墙墙面水平位移的计算公式。根据台阶宽度的大小将挡墙分为三种情况，破裂面位置与台阶宽度、上下级挡墙高度和墙面板背部回填土内摩擦角的大小有关，使得破裂面的位置更加合理，保证计算结果更接近真实值。

技术领域

本发明属于加筋土挡墙形变研究技术领域，具体是一种双级台阶式加筋土挡墙墙面水平位移计算方法。

背景技术

加筋土挡墙是一种由墙面板、地基土、加筋材料和回填土四部分构成的支挡结构，由于其具有施工速度快、成本低、环境友好等优点，被广泛应用于岩土工程的各个领域。然而，在特殊地形条件下，高加筋土挡墙在实际工程中的应用越来越多，高加筋土挡墙需进行分级设计，利用分级设置有限宽度台阶的减载效应来保证高加筋土挡墙的稳定性，分级结构形式的加筋土挡墙被称为台阶式加筋土挡墙。墙间设置台阶后，由于上、下级挡墙的相互影响，产生减载效应，降低了墙顶荷载及上级挡墙自重对下级挡墙的影响，因此台阶式加筋土挡墙的应用逐渐增多。但是，现有设计规范中涉及的加筋土挡墙设计方法，主要以挡墙的稳定性为目标，基于挡墙尺寸和填土抗剪强度来确定筋材的设计参数，而未考虑挡墙的变形，致使实际工程中因变形过大导致加筋土挡墙破坏的案例频频出现，因此开展加筋土挡墙墙面变形预测与计算的研究具有重要意义。

台阶式加筋土挡墙的变形主要墙面水平变形和墙体垂直沉降两部分，限制台阶式加筋土挡墙的水平变形能够有效减小加筋土挡墙的不均匀沉降和总沉降量，因此计算墙面的水平位移是设计台阶式加筋土挡墙的重要内容。

文献《An analytical model for calculating lateral movement ofageosynthetic-reinforced soil(GRS)wall with modularblock facing》在Jewell-Milligan法解析理论的基础上，给出了计算加筋土挡墙水平位移的解析公式，并进一步提出考虑面板刚度的模块式加筋土挡墙墙面侧向变形计算公式。但是，该加筋土挡墙水平位移计算方法仅针对于单级加筋土挡墙，台阶式加筋土挡墙是否适用，尚待深入研究。

本申请提出了一种双级台阶式加筋土挡墙墙面水平位移计算方法，能够为台阶式加筋土挡墙的设计提供科学合理的指导。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种双级台阶式加筋土挡墙墙面水平位移计算方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

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：