Page 69 - 《振动工程学报》2025年第11期
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第 11 期 赵志成，等：不同返包型式加筋黄土边坡振动台模型试验研究 2527
自返包发生显著外倾的范围分别约为 C 型返包的 包、次筋型返包和自返包型加筋黄土边坡在地震荷
1.5 倍和 1.83 倍。结果表明返包式加筋黄土边坡的 载下的响应特征，旨在探究返包型式对加筋土边坡
整体性为：C 型返包>次筋型返包>自返包，这与 2.1 抗震性能的影响，具体结论如下：
节中加速度响应结果一致。 （1）加速度放大系数沿坡高呈非线性增长，并在
结构顶部达到峰值。三组模型结构底部加速度放大
3 讨 论 系 数 差 异 性 较 大， 这 种 差 异 随 着 坡 高 逐 渐 减 小 。
C 型返包加筋土边坡整体性最好，对加速度放大抑
3.1 加速度响应与破坏特征的内在联系 制效果最佳。
（2）加筋黄土边坡的坡面地震永久位移受峰值
研究结果表明，边坡的加速度放大效应与其宏
加速度的影响。C 型返包在 1.0g 工况下开始出现显
观破坏特征之间存在动力学联系。加速度放大系数
著位移，次筋型与自返包型则出现在 0.8g 工况。随
沿坡高非线性增长并在坡顶达到峰值，表明坡顶区
着边坡受动力水平的提高，总永久位移呈非线性增长。
域为动力响应的最强烈部位。结合 2.5 节试验宏观
（3）三组模型坡顶沉降均呈现“两端大、中间小”
现象，边坡破坏模式均以坡顶沉降和坡面上部外倾
的非线性分布规律，峰值加速度≤0.8g 时，坡顶沉降量
为主，这与加速度响应的分布模式高度吻合。坡顶
处于较低水平，累计沉降值：自返包型>次筋型>C 型。
最大的加速度动力响应导致该区域土体产生显著的
（4）筋材峰值应变随输入峰值加速度增大而增
沉降；同时，巨大的惯性力也驱动坡面上部土体向外
大，底层格栅应变增量远小于上层，顶层筋材因约束
运动，从而形成外倾鼓胀。因此，加速度响应是边坡
薄弱易产生拔出趋势。C 型返包和整体应变水平较
破坏的驱动因素，而破坏特征则是动力响应在结构
低，最大峰值应变为 0.10%，为次筋型与自返包型最
上的最终体现。通过监测和分析边坡的加速度放大
大峰值应变的 83.33%。
特性，可以有效预测其潜在的破坏模式与薄弱部位。
（5）三组模型的破坏模式均表现为坡面外倾和
3.2 加筋黄土边坡抗震加固机理分析 顶部沉降相结合，C 型返包、次筋型返包、自返包坡
面外倾分别约为 8.5、8.0、14.0 cm，最大沉降分别约
加筋结构的核心机理在于通过筋材与填土的界
为 4.5、6.0、9.0 cm，C 型返包破坏区域范围远小于其
面摩擦，将潜在的滑裂区土体转化为具有抗剪强度
余两种返包型式。C 型返包表现出更优的抗震效果。
的加筋复合体。地震过程中，土体承受的往复剪切
作用使筋材承受拉应力，同时筋材通过其抗拉强度
参考文献：
和界面摩擦力对土体形成侧向约束，从而增强了边
坡的整体稳定性。结合 2.4 节筋材应变，验证了上覆
[1] 万卫. 黄土高原地区地震动预测方程研究 [D]. 哈尔滨：中
土体自重产生的法向应力增强了筋土界面摩擦，使
国地震局工程力学研究所，2024.
得下部加筋区能更有效地发挥锚固作用。 WAN Wei. Study on prediction equation of ground motion in
返包方式是影响加固效果的关键 [16] 。C 型返包 Loess Plateau area[D]. Harbin： Institute of Engineering
通过铁棒将返包段与相邻层筋材锚定，形成了一个 Mechanics，China Earthquake Administration，2024.
刚性连接节点，将坡面承受的土压力和地震惯性力 [2] 彭达. 典型黄土地震滑坡形成条件及滑距预测 [D]. 哈尔
更直接、有效地传递至内部稳定土体中，力传递路 滨：中国地震局工程力学研究所，2024.
PENG Da. The formation conditions and sliding distance
径明确，最大限度地发挥了筋材的加筋作用。次筋
prediction of typical loess seismic landslides[D]. Harbin：
型返包的回折段依赖于土体与筋材的摩阻力固定，
Institute of Engineering Mechanics， China Earthquake
其作用类似于增加次筋层，通过延长加筋长度和增 Administration，2024.
加约束范围来提高稳定性，但其力传递效率低于刚 [3] 许吉翔. 1927 年古浪地震高烈度区滑坡分布规律与危险性
性连接的 C 型。自返包型的筋材自成闭环，其受力 评价研究 [D]. 北京：中国地质大学（北京），2021.
主要依赖于筋材与填土之间的摩擦与咬合作用，相 XU Jixiang. Spatial distribution of seismic landslides and risk
邻层反包段相互约束作用较弱，其顶层返包段易发 assessment in the high impact areas of 1927 Gulang earth-
生外倾，形成薄弱部位。 quake[D]. Beijing：China University of Geosciences，2021.
[4] 夏磊. 返包式加筋陡坡高路堤筋土相互作用机理及稳定性
研究 [D]. 成都：西南交通大学，2017.
4 结 论 XIA Lei. A study on the interaction mechanism and stability of
geogrid reinforced soil steep slope with wrapped face[D].
开展三组振动台模型试验，对比分析了 C 型返 Chengdu：Southwest Jiaotong University，2017.
