地震荷载作用下刚/柔性组合墙面加筋土挡墙的工作机理研究

As a new type of reinforced soil structure, reinforced soil wall (RSW) with rigid / flexible facings is a new type of retaining wall, which has a wide application prospect in the construction of urban traffic. The seismic damage shows that the deformation of flexible facings is too large. The rigid facing can increase the bending rigidity of the RSW, so as to restrain the bending deformation caused by the horizontal earth pressure. Firstly, the shaking table tests of RSW with rigid / flexible facings and RSW with flexible facings are carried out. Comparison of seismic performance of the two type retaining wall will be carried out. Then the seismic analysis model for RSW with rigid / flexible facings will be proposed. The failure process and failure mechanism will be carried out by dynamic time history. At least, a seismic design method of RSW with rigid / flexible facings will be developed. The research is of great significance to ensure the seismic safety of traffic lifeline system, and to promote the development of seismic design theory of retaining wall.

刚/柔性组合墙面加筋土挡墙是一种新型加筋土结构，在城市交通建设中具有广泛应用前景。震害表明：柔性墙面加筋土挡墙易发生局部变形过大破坏。刚性墙面可增大挡墙的抗弯刚度，从而约束水平土压力导致的墙面弯曲变形。关于刚/柔性组合墙面加筋土挡墙抗震理论值得深入研究。课题首先开展刚/柔性组合墙面加筋土挡墙与柔性墙面加筋土挡墙振动台试验，对比两者抗震性能。建立刚/柔性组合墙面加筋土挡墙数值分析模型，通过地震时程分析揭示挡墙的破坏过程和破坏机理，最终发展刚/柔性组合墙面加筋土挡墙抗震设计方法。课题对保障交通生命线抗震安全具有重要意义，同时可推动挡土墙抗震设计理论的发展。

国家自然科学基金“地震荷载作用下刚/柔性组合墙面加筋土挡墙的工作机理研究”，以刚/柔组合墙面加筋土挡墙、模块式加筋土挡墙、返包土工袋式加筋土挡墙、复合式格宾土工格栅加筋土挡墙为研究对象，通过试验研究、数值分析及理论分析等手段，揭示了此类结构的动力响应特性，发展了此类结构的设计理论。具体为：.（1）对比分析各国规范抗震设计方法的异同性，评估现有屈服加速度、地震永久位移、地震土压力等计算方法的适用性；.（2）基于自主设计的土工合成材料力学性能试验装置完成筋土界面参数试验以及筋材力学性能试验，探究了不同类型材料的力学特性和拉拔阻力计算方法；.（3）根据四组不同面板型式加筋土挡墙振动台试验对比研究，揭示了刚/柔性组合墙面加筋土挡墙的优越抗震性能；.（4）建立加筋土挡墙抗震分析模型，揭示失稳机制，探明抗震性能演化规律，为结构优化和抗震设计提供基础；.（5）依据Winkler地基梁模型推导RBT（平移和绕墙趾转动耦合）变形模式下地震主动土压力解析公式；.（6）借助变形破坏程度指标，提出基于位移控制的加筋土挡墙抗震设计方法。. 研究成果将突破制约其推广的瓶颈，助力加筋土挡墙的应用，为此类结构的抗震、应急减灾和震后调查快速判定损失工作提供科学依据。