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连载-岩土微技术-70【加筋土挡墙结构位移及受力(2)
作者:网站采编关键词:
摘要：实际应用中土工格栅取初始切向模量Et作为材料模量值，因此弹性模量E可通过纵向2%拉伸率时拉伸强度反推得到弹性模量，假定格栅长度取1m，并且截面面
实际应用中土工格栅取初始切向模量Et作为材料模量值，因此弹性模量E可通过纵向2%拉伸率时拉伸强度反推得到弹性模量，假定格栅长度取1m，并且截面面积A=1m2，取纵向2%拉伸率时的长度0.02m，F =36.5kN/m，立即推导出E = 1825 kN/m2。
不同类型的土工格栅泊松比μ是不同的，以受力特点区分主要有单向、双向及多向土工格栅，见图5所示。
具体参数取值受格栅类型和土体特性的影响，可参考相关研究论文实验数据。
图5 不同受力特点土工格栅
容重γ，涉及这个值的输入需要参考的是我们表2中的单位面积质量，单位面积质量与格栅面积的乘积即为土工格栅质量，再乘重力加速度g就可得出容重γ。
（3）网格划分
选择2D-自动区域进行网格划分，需要注意的是所选择的线应可组成独立的闭合线框，并且确定网格尺寸大小，赋予其单元属性，如图6所示。
a) 选择闭合线框
b) 2D网格划分设置
图6 网格划分设置
（4）荷载及边界条件
添加自重荷载以及位移边界条件即可，通过自动约束条件可快速添加位移边界条件。
（5）施工阶段管理
加筋土挡墙本质上是一个路基填筑工程，对其施工阶段的设置近似于一个“堆土”的过程，在施工阶段采用施工阶段助手进行定义更为快捷。需要注意的是，施工阶段助手需要在恰当的条件下使用，即在施工步骤设置过程中的命名具有规律性时采用这一功能，如下图7所示。
网格组土工格栅、设置反滤层、填筑三者形成一个循环组。
图7 施工阶段助手设置
3 后处理结果查看
3.1 基底土压力
a）填筑第6层基底土压力
b）填筑第12层基底土压力
c）填筑第18层基底土压力
d）填筑第24层基底土压力
图8 基底土压力云图
3.2 路基竖向沉降
a) 填筑第6层路基竖向沉降
b) 填筑第12层路基竖向沉降
c) 填筑第18层路基竖向沉降
d) 填筑第24层路基竖向沉降
图9 路基竖向沉降云图
3.3 墙体水平位移值
a) 填筑第6层墙体水平位移
b) 填筑第12层墙体水平位移
c) 填筑第18层墙体水平位移
d) 填筑第24层墙体水平位移
图10 墙体水平位移云图
3.4 土工格栅受力分析
图11 土工格栅受力结果
综合上述计算结果，并结合相关国内外规范，基底土压力按照重力式挡墙进行计算，其应力值的计算公
式见式3：
大量现场监测表明：当填料为粗粒料时，地基沉降值为0.1%以内，即为6mm之间。数值模拟得到的最大地基沉降为1.2mm，符合要求。
墙体水平位移，多采用极限平衡法等经验方法进行计算方法，最大水平位移位于墙高的0.5H~0.7H之间，有限元计算得到最大水平位移5mm。根据Bathurst等在国内外十几个挡墙现场观测结果分析表明，加筋土挡墙水平位移值为Δx/H，最大值小于1.5%，其中Δx为最大水平位移，H为墙高。
土工格栅最大拉力值为9.6kN，相当于极限抗拉强度的7.3%。因此，可以认定挡土墙结构安全。
4 参考文献
[1] TB -2006, 铁路路基土工合成材料应用设计规范[S].
[2] JTG D30-2004, 公路路基设计规范[S].
文章来源：《岩土工程学报》 网址: http://www.ytgcxb.cn/zonghexinwen/2021/0216/508.html