摘要加筋土擋墻是由拉筋、墻面板和填土構成的一種新型復合支擋結構物。相對于傳統的重力式擋土墻，加筋土擋墻為一種柔性結構，具有較好的變形協調性和抗震性能，對地基的承載能力要求也不高，且具有很好的經濟性和造型美觀性等一些其他結構無法比擬的優越性。因此，被廣泛應用與公路、水利、城市建設和鐵路等工程中。加筋擋土墻雖有較好的抗震性能，但并非能夠抵抗任何等級的地震作用。對于規范要求的抗震設計加筋土擋墻工程，在設計計算時須考慮地震力對其的影響。根據現行相關規范，地震烈度在6度以上的地區，加筋土擋墻應進行抗震設計。采用擬靜力法來考慮地震作用，不計豎向地震力的影響，只需考慮水平地震力作用。本文對加筋擋土墻的構造、特點及其發展應用狀況作了概述。通過加筋擋土墻的構造，分析了加筋擋土墻的加固機理和破壞模式。加筋土本身是一種復合結構，在工作態下，各組成部分之間的相互影響使其具有一定的復雜性。關鍵詞：加筋土擋墻；地震力；穩定性分析與計算AbstractReinforcedearthretainingwallisanewcompositesupportingstructurecomprisedofreinforcement,wallsheathingandfilling.Comparedwithtraditionalgravityretainingwall,thereinforcedearthretainingwallisaflexiblestructurewithbetterdeformationcompatibilityandseismicbehavior.Moreover,thereinforcedearthretainingwallrequireslowfoundationbearingcapacityandhasadvantageslikeeconomicalefficiencyaswellasbetterappearancewhichareincomparabletootherstructures.Therefore,itiswidelyusedintheconstructionofroad,waterconservancy,cityconstructionandrailway.Thereinforcedearthretainingwallhavinggoodseismicbehaviordoesnotmeanitcanresisttheearthquakeeffectofanygrade.Toreinforcedearthretainingwallwithseismicdesignrequiredinthespecification,theeffectofseismicforceshouldbetakenintoaccountindesigncalculation.Accordingtothecurrentstandard,intheareawhereseismicintensityislevelsixorabove,thereinforcedearthretainingwallshouldbedesignedtoresistearthquake.Ifadoptingpseudo-staticmethodtocalculateseismiceffect,theeffectofverticalseismicforceshouldbeneglected,onlycalculatingtheeffectofhorizontalseismicforce.Thisthesisgivesabriefintroductiontothestructure,characteristics,developmentandapplicationofthereinforcedearthretainingwall,atthesametime,analyzesitsreinforcementmechanismandfailuremodesthroughthestructureofthereinforcedearthretainingwall.Reinforcedearthisacompositestructureitself,andinterrelationshipofeachcomponentmakesitrelativelycomplexintheworkingstate.Keywords:Reinforcedearthretainingwall;Seismicforce;Stabilityanalysisandcalculation目錄TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc359516713"第1章緒論1HYPERLINK\l"_Toc359516714"1.1支擋結構與擋土墻1HYPERLINK\l"_Toc359516715"1.1.1支擋結構1HYPERLINK\l"_Toc359516716"1.1.2擋土墻1HYPERLINK\l"_Toc359516717"1.2加筋土擋墻的特點和適用性2HYPERLINK\l"_Toc359516718"1.2.1加筋土擋墻的特點2HYPERLINK\l"_Toc359516719"1.2.2加筋土擋墻的適用性2HYPERLINK\l"_Toc359516720"1.3加筋土擋墻的應用與發展2HYPERLINK\l"_Toc359516721"1.3.1國外發展概況2HYPERLINK\l"_Toc359516722"1.3.2國內發展概況3HYPERLINK\l"_Toc359516723"1.3.3加筋土技術的不足4HYPERLINK\l"_Toc359516724"1.4本課題設計的背景、目的及意義4HYPERLINK\l"_Toc359516725"1.4.1背景4HYPERLINK\l"_Toc359516726"1.4.1目的與意義5HYPERLINK\l"_Toc359516727"第2章加筋土擋墻的設計原理6HYPERLINK\l"_Toc359516728"2.1加筋土擋墻的構造6HYPERLINK\l"_Toc359516729"2.1.1墻面板6HYPERLINK\l"_Toc359516730"2.1.2拉筋6HYPERLINK\l"_Toc359516731"2.1.3填料7HYPERLINK\l"_Toc359516732"2.2加筋土擋墻的設計原理8HYPERLINK\l"_Toc359516733"2.2.1摩擦原理9HYPERLINK\l"_Toc359516734"2.2.2準粘聚力原理10HYPERLINK\l"_Toc359516735"2.3加筋土擋墻的破壞模式11HYPERLINK\l"_Toc359516736"2.4破裂面的確定13HYPERLINK\l"_Toc359516737"2.5加筋土擋墻設計計算時的基本假定15HYPERLINK\l"_Toc359516738"第3章加筋土擋墻的設計理論和計算方法16HYPERLINK\l"_Toc359516739"3.1穩定性分析計算方法16HYPERLINK\l"_Toc359516740"3.1.1擬靜力法16HYPERLINK\l"_Toc359516741"3.1.2數值分析法17HYPERLINK\l"_Toc359516742"3.2內部穩定性分析計算18HYPERLINK\l"_Toc359516743"3.2.1土壓力計算18HYPERLINK\l"_Toc359516746"3.2.2作用在拉筋上的豎向壓應力計算21HYPERLINK\l"_Toc359516747"3.2.3地震力計算22HYPERLINK\l"_Toc359516748"3.2.4拉筋拉力計算23HYPERLINK\l"_Toc359516749"3.2.5拉筋抗拔力計算23HYPERLINK\l"_Toc359516750"3.2.6拉筋長度的確定23HYPERLINK\l"_Toc359516751"3.2.7拉筋抗拔穩定檢算24HYPERLINK\l"_Toc359516752"3.2.8拉筋抗拉強度檢算24HYPERLINK\l"_Toc359516753"3.2.9墻面板內力檢算25HYPERLINK\l"_Toc359516757"3.2.10連接件內力檢算26HYPERLINK\l"_Toc359516758"3.3外部穩定性分析計算27HYPERLINK\l"_Toc359516759"3.3.1基底抗滑穩定性計算27HYPERLINK\l"_Toc359516760"3.3.2傾覆穩定性計算28HYPERLINK\l"_Toc359516761"3.3.3基底承載能力計算28HYPERLINK\l"_Toc359516762"第4章加筋擋土墻設計30HYPERLINK\l"_Toc359516763"4.1工程資料30HYPERLINK\l"_Toc359516764"4.1.1工程概況30HYPERLINK\l"_Toc359516765"4.1.2工程條件30HYPERLINK\l"_Toc359516766"4.2設計方案31HYPERLINK\l"_Toc359516767"4.2.1加筋土擋墻方案的選擇31HYPERLINK\l"_Toc359516768"4.2.2填料與拉筋的選取32HYPERLINK\l"_Toc359516769"4.3初步確定拉筋長度33HYPERLINK\l"_Toc359516770"4.3.1墻后總地震主動土壓力計算33HYPERLINK\l"_Toc359516771"4.3.2基底抗滑穩定34HYPERLINK\l"_Toc359516772"4.3.3抗傾覆穩定34HYPERLINK\l"_Toc359516773"4.4荷載計算35HYPERLINK\l"_Toc359516774"4.4.1側向壓力35HYPERLINK\l"_Toc359516775"4.4.2豎向壓力36HYPERLINK\l"_Toc359516776"4.4.3拉筋拉力37HYPERLINK\l"_Toc359516777"4.5拉筋長度計算38HYPERLINK\l"_Toc359516778"4.5.1無效長度38HYPERLINK\l"_Toc359516779"4.5.2有效長度38HYPERLINK\l"_Toc359516780"4.5.3拉筋全長39HYPERLINK\l"_Toc359516781"4.6拉筋抗拔力計算39HYPERLINK\l"_Toc359516782"4.7拉筋抗拔穩定檢算40HYPERLINK\l"_Toc359516783"4.7.1有荷載作用的抗拔穩定檢算40HYPERLINK\l"_Toc359516785"4.7.2無荷載作用的抗拔穩定檢算41HYPERLINK\l"_Toc359516787"4.8外部穩定性檢算42HYPERLINK\l"_Toc359516788"4.8.1基底滑動穩定檢算42HYPERLINK\l"_Toc359516789"4.8.2全墻傾覆穩定檢算43HYPERLINK\l"_Toc359516790"4.8.3基底承載力檢算44HYPERLINK\l"_Toc359516791"4.9截面及結構設計44HYPERLINK\l"_Toc359516792"4.9.1墻面板44HYPERLINK\l"_Toc359516793"4.9.2基礎45HYPERLINK\l"_Toc359516794"4.9.3帽石45HYPERLINK\l"_Toc359516795"4.10內部穩定性檢算45HYPERLINK\l"_Toc359516796"4.10.1拉筋強度檢算45HYPERLINK\l"_Toc359516797"4.10.2墻面板及連接件內力檢算46HYPERLINK\l"_Toc359516798"4.11小結47HYPERLINK\l"_Toc359516799"結論48HYPERLINK\l"_Toc359516801"參考文獻50HYPERLINK\l"_Toc359516820"附錄52緒論1.1支擋結構與擋土墻1.1.1支擋結構支擋結構是用來支撐、加固填土或山坡體，防止其坍滑，保持其穩定的一種建筑結構物。支擋結構在土木工程中廣泛應用，尤其是鐵路與公路工程中，主要用于穩定路基、隧道洞口與橋臺處邊坡，此外，當以上或其他工程中遇到滑坡、泥石流、危巖、落石以及崩塌等不良地質災害時，支擋結構主要用于加固和攔擋不良地質體。支擋結構的劃分有多種方法，通常，按結構形式可劃分為重力式擋土墻（包括衡重式）、錨定板擋土墻、托盤式和卸荷板式擋土墻、懸臂式和托臂式擋土墻、樁基托梁擋土墻、加筋土擋墻、預應力錨索、土釘墻、抗滑樁以及結合的多種復合式支擋結構。重力式擋土墻依靠其墻身的自重來維持墻在土壓力作用下的穩定性。這種擋土墻的形式簡單，取材容易，施工方便，因此，長期以來在我國支擋工程中應用最為廣泛。但重力式擋土墻又存在圬工數量多、在石材缺乏和地形困難地區難以施工，以及施工進度慢等明顯缺點。近年來，隨著我國經濟水平的增長，材料與機械業的發展，工程研究與水平施工技術的進步，以及對自然環境與工程效益的新要求，新型支擋結構順應而生，并在實踐工程中得到很好的應用。巖土工程技術人員將繼續對新型支擋結構理論和技術的研究，以適應巖土工程生產的需求。1.1.2擋土墻擋土墻是支擋結構的一種，系指利用結構物的自重、強度及剛度承受挖方或填土的側向壓力，以保持其穩定的結構物。支擋結構中，擋土墻的形式最多，應用也最為廣泛。擋土墻的設計應保證擋土墻在自重和外力系的作用下，依然能夠保證不斷裂、不滑動和不傾覆。而作用在擋土墻上的主要力系是土壓力，研究與計算墻背上的土壓力是擋土墻設計的核心問題。1.2加筋土擋擋墻的特點點和適用性性1.2.1加加筋土擋墻墻的特點加筋土擋墻是面面板、拉筋筋和填土形形成的一種種復合結構構物，在巖巖土工程得得到廣泛的的應用，其其特點概括括起來有以以下幾點：：（1）可預制性。構構成加筋土土擋墻的面面板和拉筋筋可以預先先制作，然然后在工程程現場裝配配施工。如如此使得施施工簡便、快快速，縮短短了工期，同同時也節省省了勞動力力。（2）適應性強。加加筋土是一一種柔性結結構，可以以適應承載載力較差的的地區，適適應一定范范圍類的地地基變形，也也具有較好好的抗震能能力。（3）經經濟效益好好。較之傳傳統的重力力式擋土墻墻，一方面面，加筋土土的面板薄薄，基礎小小，可節省省95％~97％的圬圬工，占用用土地資源源少；另一一方面，其其自重輕，結結構簡單，可可節省20％~60％的造價[11]。（4）造型美觀。加加筋土擋墻墻墻面板的的外觀可配配合周圍環環境與景觀觀，做成具具有欣賞性性的建筑結結構物。1.2.2加加筋土擋墻墻的適用性性級配較好的砂石石土路基的的變形與沉沉降容易控控制，具有有很好的承承載能力和和排水能力力，穩定性性較好[22]。因此此，加筋土土擋墻通常常適用于石石料比較缺缺乏的地區區。加筋土土擋墻為柔柔性結構，能能夠適應一一定限度的的變形，對對地基的承承載能力不不高,適合軟土土地段路基基加固處理理[3，4]。對于于地震烈度度8度以上地地區和具有有強腐蝕的的環境不宜宜使用。考考慮到上述述因素，以以及對鐵路路路基使用用年限的要要求，加筋筋土擋墻僅僅限于使用用在一般地地區的鐵路路工程中的的路肩墻，尤尤其在干線線中很少使使用。一般般對加筋土土擋墻的墻墻高一般沒沒有限制，但但鐵路干線線上墻高不不宜大于10m，當高度度大于10m時按特殊殊設計考慮慮[5]。1.3加筋土擋擋墻的應用用與發展1.3.1國外外發展概況況1960年，法法國工程師師亨利·維達兒（Henrri·Viidal）通過三三軸試驗發發現，加筋筋土在豎直直荷載或自自重作用下下，依靠拉拉筋與土體體之間的摩摩擦作用把把引起側向向變形的拉拉力傳遞給給拉筋，限限制了土體體的側向變變形，等同同于向土體體施加了側側向荷載。1963年，Henrri·Viidal發表了加加筋土研究究成果與設設計理論，標標志著加筋筋土技術理理論的雛形形的形成。加加筋土擋墻墻的首次工工程應用是是在1965年冬季的的法國比利利牛斯山的的普拉耳熱熱（Praggere），從而而引起歐洲洲對于加筋筋土擋墻的的廣泛研究究。日本在19677年引起加加筋土擋墻墻技術后，進進行原型試試驗，隨后后又進行地地震作用下下加筋土擋擋墻抗震性性能的研究究。美國則則起步較晚晚，但發展展迅速。1970年建成第第一座加筋筋土擋墻，1974年批準加加筋土技術術可以代替替傳統擋土土結構。截截止到1980，美國境境內完成將將近300項加筋土土擋墻工程程。1971年西班牙牙建成第一一座加筋土土擋墻工程程。加拿大大和澳大利利亞等國家家隨后也紛紛紛引起該該技術，并并展開廣泛泛的研究。根據上世紀800年代的統統計，加筋筋土擋墻在在公路工程程中占絕大大部分比例例，工民建建中也較多多，而用于于鐵路工程程則很少，尤尤其是鐵路路干線中。加加筋土擋墻墻的理論研研究在不斷斷向前發展展和完善，但但由于土工工材料的復復雜性，施施工應用依依然遠滯后后于理論研研究；其次次，相對于于公路，鐵鐵路工程對對使用年限限要求更長長，對路基基沉降變形形要求更嚴嚴格，加之之動荷載對對加筋土擋擋墻的影響響較大。因因而，加筋筋土擋墻的的最廣泛應應用還是在在公路工程程中，其也也方便意外外破壞后的的搶修。1.3.2國國內發展概概況我國對于加筋土土擋墻的發發展和應用用較晚，20世紀70年代末才才開始。最最早在19788~19779年，XX煤礦設設計院在XXX礦區建建成我國首首座加筋土土擋墻，屬屬于實驗性性，高約2~4m。該礦區又又于1980年建成一一座長57m，高8.3m的加筋土土擋墻，建建成后效果果良好，從從此開始了了加筋土擋擋墻在土木木建筑行業業中的廣泛泛推廣與應應用。1980年淮南鐵鐵路建成我我國第一座座鐵路加筋筋土擋墻，1981年山西建建成第一座座公路加筋筋土擋墻。迄迄今為止，我我國建成的的加筋土擋擋墻工程已已達數千座座，多用于于公路和城城市建設，以以及水利等等工程。加加筋土技術術在我國研研究與應用用已取得成成效。1990年原鐵鐵道部將加加筋土擋墻墻納入鐵路路路基支擋擋結構物設設計規則中中，1991年交通部部正式頒發發了《公路路加筋土工工程設計規規范》(JTJJ0155-91))和《公路加筋筋土工程施施工技術規規范》(JJTJ0035-991)。隨著加筋筋土技術的的不斷成熟熟，加之加加筋土擋墻墻的顯著造造價經濟性性和廣泛適適應性等一一些優勢，我我國加筋土土技術的應應用范圍不不斷擴大，理理論研究不不斷發展，并并在實際中中取得許多多成果。上世紀80年代代以來，國國內外不斷斷對加筋土土擋墻技術術進行研究究，探討其其原型與設設計計算。設設計倫理由由極限平衡衡法發展到到有限元法法，對土工工材料也進進行大量實實驗研究，具具有代表性性的是土工工柵格的應應用[6]]。試驗研究與實踐踐工程證實實，土工柵柵格的抗震震性能更加加優越。姚姚令侃等在在08年的XX大地震震之后，通通過對國道道G213線都江堰堰至映秀段段16個路堤工工點的震害害調查，發發現采用土土工柵格加加固的路基基，具有顯顯著的抗震震性能[77]。1.3.3加加筋土技術術的不足盡管加筋土技術術的發明是是一項技術術創新，并并引起了國國內外巖土土工程界人人士的極大大關注。但但大量工程程實踐與理理論研究證證明，加筋筋土技術仍仍有諸多不不足之處。對對加筋土的的研究，多多種理論并并從，都有有道理卻不不能概全，工工程設計多多依賴經驗驗的積累，理理論遠遠落落后于工程程實踐，并并未上升到到揭示加筋筋土本質理理論的階段段，這嚴重重制約著工工程實踐的的發展[88]。加筋土擋墻不但但有上述共共性問題，還還具有一些些特殊性，主主要表現在在兩方面。一一是加筋土土擋墻的工工作性狀的的復雜性。加加筋土擋墻墻主要由填填料、拉筋筋和墻面板板組成，不不僅要考慮慮每個部件件各自的受受力、變形形性狀，還還要考慮其其相互間影影響。二是是土壓力理理論并不成成熟。土壓壓力計算與與擋墻形狀狀、填料性性質、位移移方向以及及地基土質質有關。目目前工程中中常用的土土壓力計算算理論為朗朗肯(Rannkinee，18577)和庫侖(Couufombb，17733)理論，其其都是在不不同的假設設條件下應應用不同的的分析方法法得到的，故故僅在一定定條件下近近似適用[[8]。1.4本課題題設計的背背景、目的的及意義1.4.1背背景隨著我國經濟建建設速度的的加快，公公里、鐵路路、市政和和水利等基基礎設施建建設發展迅迅速。據統統計，2011年，我國國公里里程程突破400萬公里，2012年底，我我國鐵路運運營里程達達近12萬公里。我我國正處于于經濟化建建設階段，鐵鐵路更是國國民運輸的的大動脈，建建設鐵路應應滿足國家家現代化發發展的步伐伐。加筋土擋墻有一一些其它只只當結構無無法比擬的的優越性，比比如抗震性性能好和造造價經濟等等。因此，加加筋土擋墻墻被廣泛應應用于土木木工程行業業中，在理理論與技術術領域也不不斷地向前前推進。我國地處兩條異異常活躍的的地震帶之之間，地震震活動頻繁繁[9]，基基本烈度為為6、7、8、9度的地區區加筋土應應進行抗震震設計[111,122]，設計計時只考慮慮水平地震震力可不計計計豎向地地震力。圖圖1-1為08某地震后后被破壞的的加筋土擋擋墻[110]。圖1-1XX大大地震造成成加筋土擋擋墻的破壞壞[10]]**鐵路是從XX鐵鐵路XXXXX站，至至XX市下關關。該地區區是高烈度度地震區，地地震烈度為為Ⅷ度。因此，在在鐵路路基基加筋土擋擋墻設計計計算時，應應計入地震震力。1.4.1目目的與意義義借助該課題設計計，能夠使使本人對加加筋土擋墻墻有全面理理解，并深深化所學理理論知識。加加筋土擋墻墻作為一種種新型柔性性支擋結構構，被廣泛泛用于實踐踐工程中。想想要對其真真正的掌握握，并能夠夠用于實際際設計，有有必要了解解其發展歷歷程與研究究的狀況。在在了解其構構造的基礎礎上，掌握握它的設計計原理和計計算方法，能能夠將所學學基礎理論論和專業知知識應用到到工程實際際中，完成成**鐵路某車車站一斷面面處加筋土土擋墻的初初步設計計計算，達到到理論與實實踐相結合合的目的。第2章加筋土擋墻的設設計原理2.1加筋土土擋墻的構構造加筋土擋墻主要要由基礎、墻墻面板、拉拉筋（或筋筋網）和填填料幾部分分組成，其其與傳統重重力式擋土土墻在概念念上與構造造上有很大大區別。墻墻面板的主主要作用是是防止墻后后拉筋間土土體從側向向擠出，并并保證拉筋筋、填料、墻墻面板構成成一個具有有形狀的整整體，還有有美化外觀觀的作用。墻墻面板應具具有足夠的的強度，保保證拉筋部部土體的穩穩定。2.1.1墻墻面板按材料類型，墻墻面板可分分為素混凝凝土墻面板板、鋼筋混混凝土墻面面板、條石石和金屬墻墻面板等。金金屬墻面板板因造假過過高而一般般不使用，前前兩種為我我國主要使使用形式。混混凝土墻面面板按外形形，可分為為十字形、槽槽形、六角角形、L形和矩形形等，目前前應用最多多的是十字字形和矩形形。圖2-1是一矩形形面板加筋筋土擋墻的的外觀實景景圖。圖2-1加筋土土擋墻外觀觀實景圖面板的設計通常常應滿足堅堅固、美觀觀、方便運運輸和易于于安裝的要要求。面板板上和拉筋筋的連接結結點，可以以采用預埋埋鋼筋拉環環、鋼板錨錨頭、預留留穿筋孔等等形式。2.1.2拉拉筋拉筋在擋土墻中中的作用至至關重要，應應具備較高高抗拉強度度，延伸率率和蠕變變變形小，有有較好的柔柔性，抗腐腐性，與填填土間有較較大摩擦力力，也便于于制作，價價格低廉的的特性。因此，設計與施施工過程中中宜嚴格把把握拉筋的的材質、變變形、強度度和耐久性性等。按材材質來劃分分，拉筋可可以劃分為為四類：第第一類植物物拉筋，如如稻草、竹竹筋，我國國在上世紀紀80年代就曾曾試用竹筋筋作為拉筋筋。這種拉拉筋一般只只用于臨時時性工程。第第二類土工工合成物，如如聚丙烯、聚聚乙烯、尼尼龍和聚酯酯等，聚丙丙烯塑料帶帶屬我國首首先采用，并并廣泛應用用與公路工工程。但因因其變形和和蠕變都較較大，且因因其使用年年限短而無無法認證抗抗老化性能能。第三類類是金屬材材料，如扁扁鋼帶和帶帶肋鋼帶，這這類拉筋的的效果好，但但造價很高高，其長期期防腐難以以保證。第第四類是復復合材料，常常用的有鋼鋼筋混凝土土帶和鋼塑塑復合加筋筋帶，我國國鐵路設計計基本上是是采用混凝凝土分節串串聯加筋。2.1.3填填料填料是組成墻體體的主體材材料，必須須易于填筑筑和壓實，與與拉筋間有有較好的摩摩擦力，對對拉筋沒有有腐蝕性。國國外對填料料的要求較較高，在七七十年代之之前，僅限限于使用滲滲水性土壤壤，此規定定嚴重限制制加筋土擋擋墻的應用用。后雖修修改此規定定，但在考考慮工程環環境和材料料供應的前前提下，也也要求于級級配較高的的砂性土填填料。我國國最初就貫貫徹就地取取材的原則則，除相應應規范規定定的淤泥、腐腐殖土、凍凍結土、白白堊土和硅硅藻土外，有有一定級配配的砂礫土土優先使用用，其他材材料在采取取保證質量量和結構穩穩定的措施施后亦可使使用[133]。基礎能夠調整地地面的高差差，頂面的的凹槽方便便第一層面面板的安裝裝。通常采采用素混凝凝土和漿砌砌條石筑成成。其尺寸寸根據地形形、地質條條件而定，一一般為矩形形，高為0.255~0.44m，寬為0.3mm~0.55m。對于土土質地基基基礎埋深不不小于0.6m，還應考考慮凍結深深度、沖刷刷深度等。土土質斜坡地地區，基礎礎不能外露露，其部趾趾到傾斜地地面的水平平距離應大大于等于1m。加筋土擋墻的示示意立面圖圖如圖2-2所示，示示意斷面如如圖2-3所示。圖2-2加筋土土擋墻立面面示意圖圖2-3加筋土土擋墻斷面面示意圖2.2加筋土土擋墻的設設計原理自然土體在自重重作用下能能在較小的的坡度內直直立，當坡坡角超過臨臨界角度或或在外力擾擾動作用下下，則容易易發生嚴重重的變形或或倒塌，若若在土中沿沿應變方向向埋置具有有撓性的筋筋帶形成加加筋土，則則土體與筋筋帶材料之之間產生摩摩擦，猶如如使加筋土土具有了某某種程度的的粘著性，從從而改善土土的力學性性能。加筋筋土擋墻在在墻后土體體內埋設筋筋帶，使土土體與筋帶帶組成復合合土體共同同作用，以以增強其自自身穩定性性，能夠彌彌補土的抗抗剪強度低低和沒有抗抗拉強度的的弱點。Henri.Vidaal等[14]]通過三軸軸試驗和現現場試驗，分分析了砂土土加筋后復復合土體強強度、穩定定性提高的的原因，根根據試驗結結果解釋了了土體和筋筋帶之間的的相互作用用原理。根根據研究成成果，筋帶帶和土體之之間相互作作用可分為為摩擦原理理和準粘聚聚力原理。2.2.1摩摩擦原理在加筋土結構中中，填土自自重和荷載載等在其它它外力產生生的側壓力力作用于面面板，通過過面板與筋筋帶的連接接件又將此此側壓力傳傳遞給筋帶帶，企圖將將筋帶從填填土中拉出出。筋帶被被填土壓住住，于是填填土與筋帶帶間的摩擦擦力發揮作作用，阻止止筋帶被拉拉出。因此此，只要筋筋帶有足夠夠的強度，并并與填土之之間產生足足夠的摩擦擦力，則加加筋土他就就可以保持持穩定。如圖2-4所示，取取微元長的的筋帶，法法向應力為為，左右截面面分別受力力和，忽略筋筋帶自重和和微元上土土的重量。設設筋帶與填填土顆粒之之間的摩擦擦系數為，筋筋帶寬度為為。因填土土水平推力力在該微元元筋帶引起起的拉力為為，則。設土土顆粒在該該微段上的的總摩擦力力為，則：：（2-1）若要求筋帶保持持不被拉出出，根據水水平方向受受力平衡，則則有：（2-2）當微元體滿足（2-2）式時，墻墻后土壓力力被摩擦力力克服，拉拉筋和填土土之間不會會發生相對對位移，微微元保持穩穩定。圖2-4拉筋與與填料摩擦擦原理示意意圖拉筋與顆粒之間間的摩擦作作用是很復復雜的，不不僅取決于于土壤組成成成分、土土粒粒徑和和級配、拉拉筋的類型型與斷面尺尺寸，而且且還與環境境狀況、加加筋土結構構類型、荷荷載作用方方式等有關關。該原理理未考慮筋筋帶的變形形，以及土土是連續介介質和各向向異性的特特性，故對對于小變形形的如鋼筋筋混凝土筋筋帶和金屬屬筋帶是合合適的，對對于變形較較大的土工工合成材料料則結果不不夠準確。然而，在實際設設計與應用用中，通常常簡化摩擦擦設計原理理，不會考考慮從拉筋筋側面的摩摩擦力，以以及拉筋產產生一定變變形后與填填料之間作作用機理等等一些因素素。因此，其其原理還是是較為簡單單的明確的的，以砂性性土為填土土的加筋土土擋墻在實實際工程中中得到廣泛泛應用。2.2.2準準粘聚力原原理準粘聚力原理視視加筋體為為各向異性性的復合材材料，根據據三軸試驗驗，在外力力和自重作作用下的加加筋土試件件，由于在在土中埋置置了水平方方向的筋帶帶，在沿筋筋帶方向發發生膨脹變變形時，筋筋帶相當于于一個約束束應力，阻阻止了土體體的延伸變變形。此應應力相當于于土體與筋筋帶之間的的靜摩擦阻阻力，其最最大值取決決于筋帶材材料的抗拉拉強度。加加筋土在豎豎向正應力力作用下，側側向變形會會大大減小小。通過砂樣的三軸軸對比試驗驗，可得到到圖2-5所示結果果：圖2-5加筋土土和無筋土土強度曲線線由上圖可知，加加筋砂與無無筋砂的強強度曲線近近似平行，說說明兩種砂砂土的內摩摩擦角相等等。但加筋筋土的強度度曲線未經經過原點，加加筋砂的強強度比無筋筋砂的強度度大，此強強度值被稱稱為是“準粘聚力”，提高了了加筋土的的強度和穩穩定性。“準粘聚力”事實上不不是粘聚力力，而是加加筋土的強強度增量。兩種設計原理，加加筋土擋墻墻的計算也也對應有兩兩種方法：：一是基于于摩擦原理理，把加筋筋土看成由由土與拉筋筋兩種不同同性質的材材料組成，兩兩者通過界界面相互影影響、相互互作用，設設計時把拉拉筋、土體體分開計算算；另一種種是基于“準粘聚力”原理，把把加筋土看看成復合材材料，拉筋筋的相互作作用表現為為內力，只只對復合材材料的性質質產生影響響，而不直直接出現在在應力應變變的計算中中。2.3加筋土土擋墻的破破壞模式加筋土擋墻的破破壞模式分分類有很多多種，楊果果林等就將將其分為穩穩定性破壞壞、傾覆破破壞和拉筋筋破壞[115]。從從加筋土擋擋墻的穩定定性來劃分分，加筋土土擋土的破破壞模式可可分為整體體穩定性破破壞和內部部穩定性破破壞。整體體穩定性破破壞發生在在擋土墻外外部，包括括擋土墻基基底滑動、傾傾覆轉動和和連同基礎礎下沉等。內內部穩定性性破壞發生生在擋土墻墻內部，包包括拉筋拉拉斷、拉筋筋拔出和連連接件斷裂裂等。如圖圖2-6所示，加加筋土擋墻墻的具體破破壞模式如如下：（1）筋帶拉斷引起起的破壞，如如圖a）所示；；（2）筋帶拔出引起起的破壞，如如圖b）所示；；（3）擋土墻基底滑滑動破壞，如如圖c）所示；；（4）擋土墻傾覆破破壞，如圖圖d）所示；；（5）基礎沉降破壞壞，如圖e）所示；；（6）連接件斷裂破破壞，如圖圖f）所示。a)b）c)d)ee)f）圖2-6加筋土土擋墻的破破壞模式2.4破裂面面的確定基于摩擦原理的的把拉筋和和填土分開開考慮的設設計計算方方法相對簡簡捷，在實實際工程中中得到廣泛泛應用。本本文設計也也采用了此此種設計計計算方法。在在這種方法法中，加筋筋土擋墻面面板后填料料中的破裂裂面的形狀狀和位置是是確定拉筋筋截面和長長度的重要要依據。現現行設計理理論對破裂裂面的類型型和位置的的假定只要要有以下四四種，即直直線型、對對數螺旋線線型、折線線型和復合合型，見圖圖2-7..a）直線型b）對數螺螺旋線型cc）折線型d）復合型型圖2-7破裂面面形式設計計算中破裂裂面通常選選用折線型型的0.3H法。現行行加筋土相相關設計規規范的0.3H折線法確確定破裂面面有兩種：：《鐵路路基支擋擋結構設計計規范》（TB100025--20066）所推薦薦的確定方方法如圖2-8a）所示，破破裂面上部部取墻后0.3H處的豎直直面，下部部取墻腳與0.3H的連線[116]。《公路路基設計計規范》（JTGDD30-22004）的0.3H折線法豎豎直部分取取在墻后0.3H處，破裂裂面下部的的斜面為和和水平面成成的斜面[117]，如如圖3-8b）所示。破裂面將墻后的的土體分為為活動區（非非錨固區）和和穩定區（錨錨固區）兩兩部分。a）bb）圖2-80.33H折線法確確定破裂面面2.5加筋土土擋墻設計計計算時的的基本假定定通過前面所述的的設計原理理，加筋土土擋墻在設設計計算時時可做以下下幾點基本本假定[118]：（1）墻面板承受填填料產生的的主動土壓壓力，且每每塊面板承承受各自相相應范圍內內的土壓力力，并由連連接在墻面面板上的拉拉筋的有效效摩擦阻力力即抗拔力力來平衡；；（2）擋土墻內部加加筋體分為為活動區（非非錨固區）和和穩定區（錨錨固區），這這兩區分界界面即為土土體的破裂裂面。破裂裂面通常按按0.3H折線法來來確定。靠靠近面板活活動區內的的拉筋長度度為無效長長度；作用用于面板上上的土壓力力由穩定區區與填料之之間的摩擦擦阻力平衡衡，在穩定定區內拉筋筋長度為有有效長度；；（3）拉筋與填料之之間摩擦系系數在拉筋筋全范圍內內相同；（4）壓在拉筋有效效長度上的的填料自重重及荷載對對拉筋均可可產生有效效的摩擦阻阻力。第3章加筋土擋墻的設設計理論和和計算方法法前面講述了加筋筋土擋墻的的設計原理理，即摩擦擦原理和準準粘聚力原原理。實踐踐工程設計計中，通常常采用摩擦擦原理。對對于土壓力力的計算，一一般基于庫庫倫理論。在在考慮地震震力時，采采用擬靜力力法，將地地震力動荷荷載視為作作用在加筋筋土擋墻上上的靜荷載載來作設計計計算。3.1穩定性性分析計算算方法加筋土擋墻的穩穩定性分為為外部穩定定性和內部部穩定性。擋擋土墻的破破壞大多是是由失穩所所造成的，因因此，分析析加筋土擋擋墻的穩定定性，是其其設計的基基本前提，對對施工亦有有很大的指指導作用。鐵鐵路和公路路設計規范范規定加筋筋土擋墻的的設計計算算[12~~13,116]，是是根據加筋筋土擋墻在在外荷載作作用下的破破壞模式來來進行穩定定性計算與與驗算的。通通過外部穩穩定性分析析計算初步步確定拉筋筋的長度，然然后再進行行內部穩定定性分析，使使其同時滿滿足內部穩穩定性和外外部穩定性性。加筋土擋墻的穩穩定性分析析方法通常常有定性分分析法和定定量分析法法。定性分分析法研究究影響加筋筋土擋墻動動力性能的的因素，擋擋土墻的失失穩機理和和破壞模式式，以及借借助現有工工程和模擬擬實驗等，來來評價地震震作用下加加筋土擋墻墻的穩定性性。此方法法雖綜合考考慮了影響響加筋土擋擋墻動力性性能的多種種因素，并并且能夠快快速的評價價擋土墻的的穩定性，卻卻不能定量量的分析和和評價加筋筋土擋墻的的穩定性，只只可用于指指導設計和和施工。地震作用下加筋筋土擋墻的的計算方法法通常有：：擬靜力法法、數值法法、可靠度度分析法、試試驗分析法法和滑塊法法等。其中中，擬靜力力法和有限限單元法是是目前主要要采用的方方法，以下下只做此兩兩種方法的的介紹。3.1.1擬擬靜力法擬靜力法將地震震瞬間荷載載等效為長長期荷載，視視地震慣性性力為自重重和加速度度的乘積，作作用在潛在在不穩定土土體的重心心上，然后后根據極限限平衡理論論，將所有有作用在潛潛在不穩定定土體上的的力和力矩矩進行分解解，建立潛潛在不穩定定土體的力力和力矩平平衡方程，求求解不穩定定系數。不不穩定系數數與拉筋材材質、填土土參數、潛潛在破裂面面形狀及位位置、地震震力等有關關。潛在破破裂面的形形狀和位置置根據墻后后填土的類類型和工程程經驗與實實踐的對比比，可以簡簡化為直線線型、折線線型、雙曲曲線型和對對數螺旋線線型等。Nouri等[[16]加加筋土擋墻墻的水平與與豎直方向向施加擬靜靜力，發現現水平力對對加筋土擋擋墻的影響響很大，遠遠遠超過了了豎直力的的影響。姚姚令侃等[[10,111]也通通過XX大地震震的實地勘勘察研究，發發現地震作作用下，加加筋土擋墻墻的基礎產產生橫向位位移，附加加剪力傳遞遞到上部砌砌塊式擋土土墻，引起起靠近基礎礎部位的應應力疊加，導導致加筋被被被拔出過過連接件破破壞，產生生由上至下下的崩解破破壞[100]。蔣建建清等[220]運用用擬靜力水水平條分法法研究了水水平力和豎豎直力下加加筋土擋墻墻的內部穩穩定性，發發現墻后填填土的內摩摩擦角和地地震加速度度對加筋土土擋墻的穩穩定性有顯顯著影響；；柔性材料料的抗震性性比剛性材材料要好。并并通過加筋筋土擋墻的的拉筋破壞壞和填土黏黏著破壞分分析，推導導了筋帶臨臨界長度公公式和臨界界配筋率[[21]。擬靜力法計算簡簡單，是現現行《公路路加筋土擋擋墻設規范范》（JTJ051—91）采用的的設計方法法。但和傳傳統的極限限平衡法一一樣，擬靜靜力法忽略略了土與拉拉筋之間的的相互作用用[13]]，且采用用一些假設設條件，無無法計算擋擋土墻的位位移和筋帶帶的變形。3.1.2數數值分析法法將結構復雜的受受力變化情情況用計算算機技術進進行模擬，從從而分析影影響結構穩穩定的因素素，數值分分析法在現現代工程結結構分析研研究中得到到了廣泛的的應用，并并取得很多多理論成果果。代表性性的數值分分析法為有有限元分析析法。有限單元法主要要是采用離離散化結構構,分片插值值位移試函函數,通過單元元勁度矩陣陣、應力矩矩陣,最終分析析總結出結結構的受力力與變形情情況。有限限元法的突突出優點是是適于處理理非線性、非非均質和復復雜邊界等等問題,而土體應應力變形分分析恰好就就存在這些些困難問題題,因此很適適宜用有限限元法。蔣鑫等[22]]基于有限限元程序Phasse2VV6.0軟件平臺臺，用剪力力強度折減減法分析了了拉筋拉伸伸模量和拉拉筋位置對對加筋土穩穩定性的影影響。李小小青等[223]用ANSYYS軟件進行行加筋土模模擬分析研研究，發現現加筋可有有效的降低低負荷土體體的側向水水平位移，抑抑制土體塑塑性區的發發展，顯著著增加擋土土墻的整體體抗剪性和和穩定性；；內摩擦角角的加筋效效果要比粘粘聚力的加加筋效果顯顯著的多，選選用內摩擦擦角較大的的砂性土可可增加加筋筋效果。程程火焰等[[24]通通過有限元元模擬地震震作用下加加筋土動力力特性，得得出地震荷荷載下，拉拉筋應力應應包括靜應應力和地震震動應力，當當地震加速速度小且持持續時間段段時，加筋筋土結構可可通過內部部應力調整整而保持平平衡，當地地震加速度度大且持續續時間長時時，填土會會迅速增大大變形，自自身強度突突然減小，同同時伴隨著著筋土間摩摩擦不足或或拉筋強度度不足，導導致拉筋被被拔出或拉拉斷。李海海深等[225]用有有限元分析析法，建立立了加筋土土擋墻彈塑塑性本構模模型，編制制了加筋土土擋墻在地地震作用下下通用數值值計算程序序。有限元分析起步步相對較晚晚，70年代后才才開始運用用該方法預預測加筋土土結構的變變形及內部部穩定性，并并迅速發展展。該方法法的優勢是是將加筋土土體變形協協調性與應應力平衡結結合在一起起，能夠考考慮巖土材材料的層次次體系及筋筋土之間的的非線性影影響因素；；能夠模擬擬不同工況況下的加筋筋土結構的的工作機理理和破壞性性狀；經濟濟性高，在在一定條件件下也具有有很高可靠靠性。由于計算中需要要的加筋體體本構關系系和相應的的參數確定定有很大困困難，盡管管有限元分分析法有諸諸多優點，但但該方法被被用于設計計的情況并并尚不多見見[26]]。3.2內部穩穩定性分析析計算加筋土擋墻設計計的重點在在于內部穩穩定性分析析，特別是是拉筋拉力力的計算。由由于加筋土土的特性，外外部失穩而而致使結構構破壞的情情況一般很很少發生，因因此，研究究加筋土的的內部穩定定性問題，一一直是研究究人員關注注的重點。內部穩定性分析析包括拉筋筋拉力計算算、拉筋強強度檢算，以以及拉筋長長度（包括括錨固長度度和非錨固固長度）的的確定，以以確保拉筋筋在最大拉拉力作用下下不被拉斷斷或拔出。本文設計計算按按照《鐵路路路基支擋擋結構設計計規范》（TB1101255-20006）和《鐵鐵路工程抗抗震設計規規范》（GB5501111-20006）推薦的的方法，進進行加筋土土擋墻的相相關設計計計算。3.2.1土土壓力計算算前面已經闡述了了加筋土擋擋墻的構造造與設計原原理。在加加筋土擋墻墻設計計算算中，土壓壓力是作用用在面板上上的一個主主要力系。作用在加筋土擋擋墻面板上上的水平土土壓力，為為墻后填料料和墻頂荷荷載產生的的水平土壓壓力與之和，即即。1墻后填料料產生的土土壓力墻后填土產生的的土壓應力力，其分布布曲線如圖圖3-1所示，根根據下式計計算：（3-1）當時當時式中——填土產生生的水平壓壓應力（KPa）；—填土重度度（KN/）；；—墻頂填土土距第層墻墻面板中心心的高度（m）；—擋土墻內內深處的土土壓力系數數；—靜止土壓壓力系數；；—主動土壓壓力系數；；—填土綜合合內摩擦角角（°）。—墻頂以上填土高高度（m）；—墻高與之和和圖3-1由填土土產生的水水平壓應力力分布2墻頂荷載載產生的土土壓力墻頂荷載產生的的水平壓應應力，根據據規范推薦薦的方法，采采用彈性理理論采用下下式計算[[16]：：（3-2）式中—荷載載產生水平平土壓應力力（KPa）；——荷載邊緣緣至墻背的的距離（m）；—荷載換算算土柱高（m）；—荷載換算算寬度（m）。因此，對于路肩肩擋土墻，作作用在墻背背上的土壓壓應力為：：（3-3）3墻后填土土總地震土土壓力墻后填土總地震震土壓力根根據庫倫理理論公式計計算，在考考慮地震力力作用影響響時，計算算中將填土土的參數修修改成地震震作用下填填土的參數數。計算示示意圖如圖圖3-2。（3-4）主動土壓力系數數（3-5）地震主動土壓力力（3-6）式中—土體體綜合內摩摩擦角（°）；—修正后的的土體綜合合內摩擦角角（°）；—墻背與土土體之間的的摩擦角（°）；—修正后的的墻背與土土體之間的的摩擦角（°）；—土體重度度（）；—修正后的的土體重度度（）；—地震角（°）；—主動土壓壓力系數；；—墻背傾角角（°）；俯斜斜時取正，仰仰斜時取負負；—墻背土體體表面的傾傾角（°）；—地震主動動土壓力（KN）；—墻高（m）。地震土壓力與豎豎直方向的的夾角為。圖3-2主動土土壓力計算算圖示3.2.2作作用在拉筋筋上的豎向向壓應力計計算計算填料與拉筋筋之間的摩摩擦阻力時時，需確定定該處的豎豎向壓應力力，則填料料和拉筋之之間單位面面積上的摩摩擦阻力為為。等于填料料自重和墻墻頂填土自自重豎向壓壓應力與荷荷載引起的的豎向壓應應力之和。即即按下式計計算：（3-7）式中——第層面板所所對應拉筋筋上的垂直直壓應力（KPa）；—計算點至至荷載中線線的距離（m）；如圖3-3所示。由于是隨距離變變化的值，所所以根據上上式計算出出的豎向土土壓力沿拉拉筋長度分分布是不同同的。在實實際設計計計算時，可可取線路中中心線下、拉拉筋末端和和墻背三點點應力得的的平均值作作為計算值值。圖3-3荷載引引起的豎向向壓應力3.2.3地地震力計算算作用在擋土墻第第截面以上上墻身質心心處的水平平地震力為為：（3-8）式中—第截截面以上墻墻身質心處處的水平地地震力（KN）；——水平地震震作用修正正系數；巖巖石地基取取0.20，非巖石石地基取0..25；—水平地震震作用沿墻墻高增大系系數；墻高高不大于12m時，取1.0；—地震峰值值加速度（）；—第截面以上上墻身的質質量（t）。3.2.4拉拉筋拉力計計算拉筋拉力由水平平土壓力乘乘以系數計計算，如式式（3-9）、（3-10）：（3-9）（3-10）式中——第層面板所所對應拉筋筋的計算拉拉力（KN）；—第層面板所所承受的側側向壓力（KN）；—第層面板所所承受的地地震側向壓壓力（KN）；—拉筋拉力力峰值附加加系數，可可采用1.5~2.0；、—拉筋之間間的水平和和垂直間距距（m）。3.2.5拉拉筋抗拔力力計算拉筋抗拔力計算算中，由于于拉筋厚度度遠小于其其寬度和長長度，故可可以忽略拉拉筋側面產產生的摩擦擦力，只可可根據拉筋筋上、下兩兩面所產生生的摩擦力力按下式計計算：（3-11）式中——拉筋抗拔拔力（KN）；—拉筋寬度度（m）；—拉筋有效效錨固長度度（m）；—拉筋與填填料之間的的摩擦系數數，根據抗抗拔試驗確確定；當沒沒有試驗據據時，可采采用0.3~00.4。3.2.6拉拉筋長度的的確定拉筋總長度包括括無效長度度（非錨固固長度）和和有效長度度（錨固長長度）。設設計計算根根據0.3H折線法來來確定拉筋筋的長度。拉筋的無效長度度（3-12）拉筋有效長度（3-13）拉筋總長度（3-14）3.2.7拉拉筋抗拔穩穩定檢算對于路肩墻，計計算拉筋的的抗拔穩定定性時，拉拉筋錨固區區和非錨固固區的分界界采用0.3H分界線，如如圖2-8所示。拉拉筋的抗拔拔穩定性包包括全墻和和單板的抗抗拔穩定性性。墻頂的的荷載在一一定填土深深度處，既既有水平作作用力，也也有豎向作作用力，兩兩者對拉筋筋的抗拔穩穩定性效果果正好相反反。因此，計計算拉筋抗抗拔穩定性性時應包括括有荷載和和無荷載兩兩種情況。單單板抗拔穩穩定系數不不應小于2.0，困難時時可適當減減小，但不不得小于1.5。拉筋抗拔穩定性性由拉筋抗抗拔穩定系系數來評價價，其值計計算式如下下：全墻抗拔穩定系系數（3-15）單板抗拔穩定系系數（3-16）3.2.8拉拉筋抗拉強強度檢算拉筋容許抗拉強強度根據式式（3-8）計算，拉拉筋容許拉拉應力根據據式（3-9）計算。在在拉筋抗拉拉強度檢算算時，應滿滿足拉筋最最大拉力不不大于拉筋筋抗拉強度度，拉筋拉拉應力不大大于拉筋容容許拉應力力。拉筋容容許抗拉強強度（3-17）拉筋拉拉應力（3-18）式中——拉筋極限限抗拉強度度（KN）；—拉筋考慮慮鋪設時機機械損傷、材材料蠕變、化化學及生物物破壞等因因素時的影響系數數；此處可可取最大值值5.0；——各分墻段段拉筋層的的最大拉力力（KN）；—拉筋拉應應力（KPa）；—扣除預留留銹蝕量后后的各分墻墻段拉筋截截面面積（）；—拉筋容許許應力提高高系數；—拉筋容許許拉應力（KPa）。3.2.9墻墻面板內力力檢算在墻面板內力檢檢算時，視視板內側土土壓力強度度為均布荷荷載，墻面面板為簡支支梁或懸臂臂梁，進行行豎向軸心心受壓、橫橫向和豎向向截面彎矩矩和剪力檢檢算，然后后根據求解解的內力情情況進行配配筋計算。1換算均布布荷載根據《鐵路橋涵涵鋼筋混凝凝土和預應應力混凝土土結構設計計規范》（TB100002..3-20005）[27]]，當墻面面板的長邊邊與短邊之之比大于或或等于2時，按短短邊為跨度度計算板的的內力，否否則應按雙雙向板計算算。按下式將面板內內側土壓力力換算成均均布荷載：：（3-19）式中—面板板內側土壓壓力（KN）；—拉筋水平平方向間距距（m）；—拉筋豎直直方向間距距（m）。2軸心受壓壓一般地，如果擋擋土墻不是是太高，墻墻面板采用用合適等級級的混凝土土預制時，面面板不會發發生軸心受受壓破壞。在在必要的檢檢算時，只只可檢算最最底層面板板的截面壓壓應力，確確保其不超超過面板軸軸心抗壓強強度。3彎矩和剪剪力假設面板在中心心位置連接接一根拉筋筋，板的跨跨度為，把把面板視為為拉筋連接接處固定的的懸臂梁，計計算截面彎彎矩和剪力力。彎矩和和剪力的最最大值均發發生面板中中間截面，分分別為和，如圖3-4所示。如如果一個面面板連接多多根拉筋，則則依實際情情況計算面面板內力。a）均布荷載b）彎矩圖c)剪力圖圖3-4面板受受力圖面板計計算截面彎彎拉應力和和剪應力應應分別滿足足式（3-20）、（3-21）的條件。（3-20）（3-21）式中—計算算截面處的的彎矩（KN?m）；—計算截面面處的剪力力（KN）；—計算截面面凈面積（）；—材料容許許應力提高高系數；——混凝土容容許彎拉應應力（MPa）；—混凝土容容許剪應力力（MPa）。3.2.10連接件內內力檢算在加筋筋土擋墻內內部穩定性性滿足的情情況下，必必要時需檢檢算連接件件的內力強強度，保證證其在拉筋筋拉力作用用下不被拉拉壞或從墻墻面板中拉拉出。3.3外部穩穩定性分析析計算在加筋土擋墻的的外部穩定定性設計計計算時，將將加筋體看看做一個實實體墻。外外部穩定性性包括地基基應力、基基底滑移和和傾覆等。根根據現行《鐵鐵路路基支支擋結構設設計規范》（TB10125-2006）第8.2.8條：加筋土擋墻的外部穩定性計算方法與重力式擋土墻相同。3.3.1基基底抗滑穩穩定性計算算加筋土擋墻抗滑滑穩定性計計算的原理理是，驗證證基底抗滑滑力是否大大于作用在在擋土墻上上的總水平平力。若基基底抗滑力力大于總水水平力，則則擋土墻不不會發生基基底滑動破破壞。對于于加筋土擋擋墻，在計計算基底抗抗滑穩定性性時，同樣樣將加筋體體視為實體體墻。對非非浸水條件件：（3-22）式中—抗滑穩定定系數；鐵鐵路規范規規定不應小小于1.3；—作用在基基地上的豎豎向力總和和（KN）；—墻后主動動土壓力的的水平力總總和（KN）；—墻前土壓壓力的水平平分力（KN）；—基底傾斜斜角（°）；—基底與地地層間的摩摩擦系數；；鐵路規范范規定取值值在0.3~~0.4之間。地震力力作用下，擋擋土墻的受受力如圖3-5所示，此此時擋土墻墻的抗滑穩穩定系數為為：（3-23）式中——地震主動動土壓力的的總水平分分力（KN）；—地震主動動土壓力的的總豎向分分力（KN）；—擋土墻墻墻身的總水水平地震力力（KN）；圖3-5加筋土擋擋墻抗滑穩穩定性驗算算示意圖3.3.2傾傾覆穩定性性計算同樣，加筋土擋擋墻在計算算傾覆穩定定性時，將將加筋體視視為實體墻墻，其橫向向寬度會很很大。因此此，加筋土土擋墻一般般不會發生生傾覆破壞壞。必要檢檢算時，傾傾覆穩定性性由傾覆穩穩定安全系系數來衡量量，其值一一般會遠大大于1.3。按下式計計算：（3-24）式中—抗傾傾覆穩定性性系數；鐵鐵路規范規規定不應小小于1.3；—穩定力系系對墻趾的的總力矩（KN?m）；—傾覆力系系對墻趾的的總力矩（KN?m）。3.3.3基基底承載能能力計算在計算基底承載載能力時，先先計算基底底合力偏心心距（）：：（3-25）式中—基底底合力偏心心距（m）；土質質地基不應應大于，巖巖石地基不不應大于；—基底寬度度（m）；—作用作用用于基底上上的垂直分分力對墻趾趾的力臂（m）；—作用在基基地上的總總豎向力（KN）。（3-26）式中——擋土墻趾趾部的壓應應力（KPa）；—擋土墻踵踵部的壓應應力（KPa）。基底壓壓應力不應應大于地基基的容許承承載能力，否否則，應重重新進行設設計或進行行地基加固固處理。第4章加筋擋土墻設計計4.1工程資資料4.1.1工工程概況4.1.2工工程條件1地貌與工工程地質條條件本段屬于山間盆盆地與低中中山寬谷緩緩坡過渡區區，線路跨越越山間盆地地進入低中中山緩坡區區，地形起起伏較小。地地表均已墾墾為良田，段段內地表第第四系破殘殘積層厚度度較大，溝溝槽中分布布有軟土、松松軟土，下下伏基巖全全、強風化化層較厚，且且風化差異異較大。主主要地層及及其設計參參數如表4-1所示。根據工程勘測的的地質資料料，設計斷斷面處的上上覆天然地地層為<3-11>淤泥質粘粘土（），黃褐色色、灰黃色色、深灰色色，硬塑。非浸水，最大容許承載力低下，為60KPa，天然地基承載力不足。因此，原始地基已采用CFG樁進行了處理，處理后地基承載力可達350KPa以上。本文中不涉及此部分的設計與計算。表4-1主要地地層及其參參數表地層重度（KN/mm3）粘聚力（KN）內摩擦角（°）容許承載力（KKPa）<1-3>人工工填土（粉粉黏）192015—<3-1>淤泥質質黏土560<3-2>松軟土土19.413.649.27100<3-3>粉質粘粘土191815150<3-4>細砂18—25100<3-8>粗圓礫礫土20—30200<12-1>泥巖巖夾砂巖2020112002水文條件件根據**幅區域地質報告告及相臨線線勘察資料料，普昌河河組（K1p）地層層含石膏，于于該地層取取地下水進進行水質分分析，該水水屬HCO3-、Ca2+型水，在在環境作用用類別為化化學侵蝕環環境及氯鹽鹽環境時，水水中PH值對混凝凝土結構侵侵蝕等級為為H1。3地震條件件根據多年的地震震資料，本本區間的地地震烈度為為Ⅷ度，地震動動峰值加速速度為0.155g,地震動反反應譜特征征周期為0.455s。按照國國家抗震規規范[122]，該區區段鐵路工工程設計應應考慮地震震力作用。4.2設計方案案該車站受周圍交交通、建筑筑物和自然然環境的限限制，該車車站右側路路基與不能能采用自然然放坡（左左側設計坡坡度：1.00:1.55），需要要設置合適適的路基支支擋結構。4.2.1加加筋土擋墻墻方案的選選擇加筋土擋墻有較較好的變形形協調性和和抗震性能能，適合于于地震區工工程。作為為車站路基基，要求工工程結構的的外觀與周周圍的環境境相協調，即即具有一定定的美觀性性。加筋土土擋墻的面面板可提前前預制，能能夠融合周周圍環境因因素而進行行外觀設計計。且作為為一種新型型復合支擋擋結構，加加筋土擋墻墻較之傳統統的重力式式擋墻，它它具有較為為可觀的經經濟性，能能夠節省投投資和占地地資源，減減少圬工，符符合該車站站的實際情情況。除此此之外，加加筋土擋墻墻還可以減減短工期等等。綜上，因加筋土土擋墻具有有的一些其其它結構無無法比擬的的優點，且且符合**實際工程程狀況，在在車站右側側設置加筋筋土擋墻為為最佳選擇擇方案。圖圖4-2為該車站站右側路基基橫斷面圖圖。圖4-2路基橫橫斷面圖根據工程實際情情況，確定定該站臺設設計寬度為為8.0m，設計加加筋土擋墻墻墻高為66.8m。墻墻面板安裝裝傾斜度為為1:10。墻頂預預留0.4m厚鋪裝層層，考慮了了人行、行行李車等活活載后，已已換算為1.4m高均布荷荷載。鋪裝裝層容重20。4.2.2填填料與拉筋筋的選取1填料填料采用C組以以上碎（礫礫）石類土土。粗料中中不得含有有尖銳的棱棱角且填料料中最大粒粒徑不大于于10cmm,可就近近采用弱風風化軟質巖巖,每0.4mm厚為一標標準層，分分兩層（分分層厚度220cm）進進行碾壓夯夯實。每層層填土碾壓壓夯實以后后，在其表表面鋪設土土工帶。C組填料的一些設設計參數為為：容重；綜合內摩擦角；；填料與墻背之間間的摩擦角角；填料與拉筋之間間的摩擦系系數；本地區地震烈度度Ⅷ度，地震震加速度AAg=0..15g，水上地地震角，考慮地震震作用力的的影響時，根根據公式（3-4）計算填填料修正后后的設計參參數：2拉筋拉筋采用TGDDG2200型聚乙烯烯復合土工工帶，截面面尺寸為50mmm×2.22mm，極限抗抗拉強度為為220KKPa。拉筋通過預埋在在預制混凝凝土面板中中的鋼筋拉拉環與面板板連接，接接頭處采用用綁扎方式式固定拉筋筋。拉筋水水平間距，垂垂直間距，均均勻布置在在填料中。4.3初步確確定拉筋長長度通過加筋土擋墻墻的整體穩穩定性（基基底抗滑、抗抗傾覆穩定定）檢算，來來初步確定定拉筋的有有效長度。根根據庫倫理理論計算墻墻后地震主主動土壓力力。在初步步確定拉筋筋長度時，將將加筋體看看做一個整整體，假設設其寬度為為L，并假設設假想墻背背豎直，既既。4.3.1墻墻后總地震震主動土壓壓力計算主動土壓力系數數，由公式式（3-5）計算得得：根據公式（3--6）計算地地震主動土土壓力：與豎直方向的夾夾角為31.55°，作用點點取距墻底底。土壓力力的水平和和垂直分力力分別為：：4.3.2基基底抗滑穩穩定作用在基底上的的豎向力總總和作用在加筋體上上的總地震震力根據公式（3--23）有取，帶入各值求解解得4.3.3抗抗傾覆穩定定穩定力系對墻趾趾的總力矩矩傾覆力系對墻趾趾的總力矩矩根據公式（3--24）有帶入各值求解得得通過以上計算可可知，初步步確定拉筋筋的長度應應不小于3.800m，取整數數L=4.00m。4.4荷載計計算4.4.1側側向壓力1土壓力引引起的側向向壓力根據公式（3--1）和（3-4）計算得得：當時當時2列車荷荷載引起的的側向壓力力根據公式（3--2）計算：：3鋪裝層引引起的側向向壓力根據公式（3--2）和（3-3）計算：：4第層面板所所受側向壓壓力根據公式（3--10）計算：：計算結果列于表表4-2。表4-2各面板板所受側向向壓力計算算表序號拉筋深度（m）10.21.77213.5552.43820.64.92612.9132.85431.08.00412.5243.28441.410.91712.1423.68951.813.66411.7684.06962.216.24711.3994.42372.618.66411.0354.75283.020.91610.6745.05493.423.00310.3155.331103.824.9259.9595.581114.226.6829.6045.806124.628.2739.2506.004135.029.7008.8996.176145.430.9618.5506.322155.832.0588.2046.442166.26.633.6047.8636.6351735.7727.5276.9284.4.2豎豎向壓力1填土和和預留鋪裝裝層引起的的豎向壓