软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙工作机理及稳定性研究

加筋土挡墙作为一种新型的柔性挡土结构，已越来越多地被应用于边坡治理中。其能适应可压缩性的软弱地基类型。然而现有的加筋土挡墙计算理论和方法是基于刚性地基的试验和理论研究成果，未考虑地基变形的影响。刚/柔性组合墙面加筋土挡墙同时具备很强的协调地基不均匀沉降和墙面弯曲变形的能力，其较单一的柔性或刚性墙面挡墙更适合于软弱地基，包括高压缩性的软土地基。但目前对刚/柔性组合墙面加筋土挡墙的认识还处于工程实践阶段，其工作机理还不清楚。本课题拟采用离心模型试验，并结合相似模型试验和数值模拟，研究软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙在施筑和承载过程中刚性和柔性墙面的相互作用机理、应力和位移分布规律，以及挡墙的破坏模式，在此基础上提出考虑地基变形的挡墙稳定性计算理论。研究成果对于今后软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙的设计和施工具有重要的基础理论意义和显著的社会经济效益。

本课题进行了一系列相似模型试验和离心模型试验相似材料的物理力学性质试验及选择；对土工格栅在砂土中的拉拔机制开展了宏细观试验研究和颗粒流数值模拟；采用相似材料进行刚/柔性组合墙面加筋土挡墙相似模型试验和离心模型试验，获得刚性和柔性墙面相互作用机理，挡墙地基和加筋体内应力、应变和位移分布，以及挡墙的破坏机理和破坏模式；开展了软土地基加筋土挡墙现场试验研究，分析探讨了在地基大变形情况下挡墙的变形特性、筋材应力和应变分布及稳定性；建立了软弱地基刚/柔性组合墙面加筋土挡墙数值模型，分析不同地基土、填土和筋材类型、筋材间距、墙面刚度等对挡墙变形及稳定性的影响。基于上述试验、数值模拟和理论分析结果，提出了考虑地基变形和刚/柔性组合墙面刚度的修正K刚度法，即增加地基变形因子和刚/柔性组合墙面刚度因子，归一化最大筋材拉力分布因子Dmax在归一化深度0.4以上为三角形分布，在归一化深度0.4以下为1，由此计算的最大筋材拉力与试验实测值和数值模拟计算值吻合较好；通过比较修正K刚度法筋材拉力计算值与筋材抗拉强度和潜在滑动面后锚固段筋材抗拔力的大小来进行挡墙内部稳定性的验算；提出挡墙墙体以下土体采用强度增长值、墙体以外土体采用不固结不排水剪指标的极限平衡方法分析刚/柔性组合墙面加筋土挡墙外部稳定性，分析结果与试验和数值模拟结果一致。