装配式土工合成材料加筋挡土墙抗震特性及设计方法研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
51178472
项目类别：
面上项目
资助金额：
60.0万
负责人：
魏红卫
依托单位：
中南大学
学科分类：
E0810.工程防灾
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
喻泽红；朱志辉；聂志红；王松；戴必辉；蔡天佑；谢守鹏；
关键词：
抗震机理地震特性装配式土工合成材料加筋挡墙界面特性

项目摘要

装配式土工合成材料加筋挡墙结构通过加筋材料与土体摩擦咬合、面板块体与加筋层摩擦作用、面板块体与筋材嵌固等维持复合结构的稳定。在地震作用下，土体呈现强非线性变形特征，并伴随液化和软化现象，面板-加筋层、筋材-填土、面板-面板、挡墙结构-基础间还存在滑移、分离、闭合等非线性接触行为，装配式加筋挡墙的地震反应特性决定于挡墙各个组成部分的特性及其动力相互作用。项目拟在项目组前期研究工作基础上从界面动力相互作用分析入手，全面考虑装配式加筋挡墙体系地震作用下力的传递特性，着重研究挡墙超高、土体滑坡、孔隙水压力升高、地基失效、对挡墙结构地震动放大作用以及体系内界面动力相互作用的影响，将数值分析结果与模型振动台试验对比分析，提出装配式土工合成材料加筋挡墙抗震机理及设计方法。

结项摘要

依托国家自然科学基金资助项目《装配式土工合成材料加筋挡土墙抗震特性及设计方法研究》（51178472），研究了土工合成材料加筋土结构地震反应特性，稳定性分析方法及其主要影响因素，加筋结构长期蠕变特性和蠕变折减系数确定方法，同时还研究了地基地震液化特性及动力响应，桩基型式和布置对上部结构地震反应的影响等。.加筋土结构地震反应分析表明，加筋结构具有良好的抗震性能，可以有效减小结构地震变形，主要影响因素包括填土粘聚力、内摩擦角，筋材轴向刚度、筋材与土体界面特性、水平方向地震荷载、筋材铺设间距以及铺设位置等。靠近底部铺设对加筋结构永久位移减小和提高地震稳定性更有效。将边坡稳定性分析的矢量和方法与基于最大剪应变增量的边坡滑动面搜索方法结合，提出加筋边坡改进的矢量和法，用以评价加筋土结构地震稳定性。.加筋土结构长期蠕变特性和蠕变折减系数估算方法研究表明，时温叠加原理试验合理有效，在低荷载水平下，筋材蠕变与时间对数线性拟合，相关性系数大于0.9，拟合精度较高。温度和侧限对筋材蠕变特性影响显著，温度越高，蠕变越大，侧限增大，蠕变相应减小。侧限时温叠加蠕变试验条件下HDPE50筋材蠕变折减系数为1.8，无侧限约束条件下为2.4，相应的长期蠕变强度计算为31.8kN/m、23.2kN/m。.地基液化对上部结构地震反应影响分析表明，在设防地震7度条件下，结构整体发生侧向流动变形，且坡脚处侧向流动位移普遍较大，顶部沉陷，坡脚隆起，基础砂土层剪切破坏；结构下方地基较两侧液化程度偏低，但隆起位移明显偏大；土层厚度对液化有抑制作用，但同时延长液化持续时间；与地基黏土层相比，砂土和粉土加速度反应敏感，放大效应和衰减效应显著，低频过滤，高频放大；在粉砂土层和黏土过渡段加速度峰值增大突变，在黏土层则明显减小，但低频放大，高频过滤，且顶部低频幅值放大明显；砂土液化过程中孔隙水压力不断上升，有效应力和抗剪强度不断减小，应变软化，发生塑性流动变形连锁反应。.桩基础型式和布置对上部结构地震反应影响分析表明，全直桩结构柔度大、延性好、内力分配相对均匀，可通过大变形吸收地震能量，抗震性能较好；布置斜桩时，结构刚度相对较大，斜桩节点易于发生破坏；但斜桩置于全直桩后方时，斜桩可阻挡部分地震波传播，减小桩周土体弱化程度，降低整体结构刚度，显著提高抗震性能。