公路高大加筋擋牆設計方案的研究

2022-06-27 16:06:05 字數 1476 閱讀 7064

加筋土擋牆的修建高度在不斷增加,高度加筋土擋牆(高度超過20m)在工程實踐中的應用也在逐步增多。但中國 《公路加筋土工程設計規範》(jtj015-91)〔1〕因高大加筋土擋牆的現場測試資料可借鑑利用的資料太少,而無法作有關規定或論述;。由於這些原因導致工程技術人員在設計高大加筋土擋牆是沿用一般高度的加筋土擋牆設計理論與方法 ,要麼使有的方面過於保守,要麼使有的方面不安全。

為滿足工程設計的實際需要,對於高大加筋土擋牆的研究已迫在眉睫。 1.試驗研究概況筆者進行了室內模型試驗和現場原型高大加筋土擋牆的試驗研究,對高大加筋土擋牆的垂直土壓力、側向土壓力和筋帶拉力進行了測試分析 。

原型牆為雲南楚大高速公路1號高大加筋土路肩牆。該牆總高度43.75m,後因測試導線被破壞,其測試部分高度為h=30.

75m筋帶水平間距(sr)與豎直間距(sy)均為0.5m,填料為碎石土,其等效內摩擦角=35°,容量γ=20kn/m 3 ,mɑ=tg(45°-2)=0.5206,kц=0.

271,如圖1所示。室內模型牆是對1號加筋土擋牆按1:15所修。

2.高大加筋土擋牆設計方法 2.1牆背破裂面的型式現有的設計規範的設計方法都不能反映破裂面與填料性質之間的關係,利用極限荷載法求出的理論破裂面則能反映出破裂面幾何尺寸h1、h2、b與填料性質的關係。

用極限荷載法所求得的破裂面幾何尺寸間圖2對於路堤牆,h1=h+h2,h為牆高(m)ho為車輛荷載的等價土厚度(m),hz為加筋體上路堤填土高度hf的等價荷載高度,即衡載(cm);γ分別為填料的容重(kn/m 3 )和摩阻角(°)2.2筋帶拉力計算方法根據試驗研究和能量方法,在極限荷載法得出的破裂面基礎上,推導得埋深hì處拉筋的拉力tì計算式如下(kn);kì為測壓係數;hì為計算來臨的拉筋距牆頂距離(埋深)(m);sr、sy分別為拉筋距牆頂(埋深)(m);ì為計算拉筋的層位號(從上至下),且ì=hì/sy;b為破裂體頂寬(m);gaì為車輛荷載分布在第ì層表面的垂直壓應力(kpa);其餘符號意義同前。2.

3垂直土壓力在室內模型試驗中,下層垂直土壓力平均較理論土柱壓力值小39%。為此,從安全角度考慮,建議在計算時,上部1/3牆高範圍內垂直土壓力按rhì理論值折減30%,即垂直土壓力可用式(6)、(7)計算這一「土拱」現象使得靠筋帶與土體之間摩擦來穩定土體的加筋土擋牆來說,是不利的。也就是說,在高大加筋土擋牆的設計時,底部筋帶與土體的摩擦力要進行折減,才能安全地確定筋帶的長度。

同時,這一「土拱」現象對於高填土下的涵洞卻是非常有利的,即按土柱壓力rhì計算高填土涵洞頂的垂直壓力過於安全。由式(6)、(7)計算可得本研究的理論計算值,與原型牆實測結果和土柱壓力rhì的對比分析見表1.由表1可知,本研究推薦的垂直土壓力計算方法所計算的垂直土壓力於實測垂直土壓力相比較是合理的,與rhì理論計算值相比則更接近實測值,同時它也是安全的。

在現場原型牆的測試資料還表明;垂直土壓力曲線在兩個台階分層高度處,也有兩個台階,這反映了由於載入形式的變化對垂直壓力所產生的影響 ,即由於分台階使土柱壓力所產生的變化,這種變化使得下層土壓力相對上層土壓力增長速率減小,這有利於整個路堤的穩定。2.4面板後側壓力計算由室內模型試驗得到面板側壓力與筋帶最大拉力之比約為0.

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