Page 33 - 《振动工程学报》2026年第5期
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第 5 期 徐洪路，等：地震作用下不同面板型式加筋土挡墙筋材受力及潜在破裂面分析 1237
surface of reinforced soil retaining walls with different panel forms. The research results can provide a reference for the seismic stability
analysis of reinforced soil retaining wall.
Keywords：reinforced soil retaining wall；different panels；shaking table test；potential failure surface；reinforcement tension；dynamic friction
coefficient of reinforcement-soil interface
加筋土挡墙因其占地面积小、工程造价低、施 综上所述，现有研究分析了地震作用下不同墙
工周期短、碳排放少和抗震性能好等诸多优点，在 面倾角、筋材刚度、筋材长度和筋材间距对加筋土
[1]
公路、铁路等交通基础设施中得到广泛应用 。目 挡墙潜在破裂面的影响，并取得了大量成果，但均针
前，各国规范和指南中加筋土挡墙地震稳定性分析 对某一类面板，目前仍缺乏面板型式对潜在破裂面
均为拟静力法 ，即通过潜在破裂面计算地震过程中 位置影响的研究。因此，本文选取工程中较为常见
[2]
加筋土挡墙主动区的惯性力，进一步分析作用于筋 的返包式、模块式和整体式三种不同面板型式加筋
材 上 的 地 震 荷 载， 以 评 估 筋 材 的 抗 拉 和 抗 拔 稳 定 土挡墙为研究对象，通过振动台模型试验探究面板
性。因此，潜在破裂面形状的准确性是影响加筋土 型式对筋材动态拉力分布规律的影响；依据筋材拉
挡墙内部地震稳定性分析精度的重要因素。然而目 力增量最大值位置确定地震作用下三种不同面板型
式加筋土挡墙的潜在破裂面位置，结合大量已有研
[3]
前尚未形成潜在破裂面形状的统一标准 ，现行规范
往往采用朗肯破裂面 [4-6] 、0.3H 破裂面（H 为结构高 究成果，提出了地震作用下不同面板型式加筋土挡
墙潜在破裂面确定方法；通过试验结果揭示了不同
度） [7-9] 、0.4H 破裂面 [10] 等静态条件下加筋土挡墙的
面板型式加筋土挡墙筋土界面的动摩擦系数发挥值
潜在破裂面形状来模拟地震作用下的潜在破裂面。
（发挥值指试验过程中通过实测筋材拉力值反算得
当前，关于地震作用下加筋土结构潜在破裂面
到的动摩擦系数值，用以形容能力的表现程度），研
的研究主要分为两类。第一类是基于极限平衡理论
究成果可为加筋土挡墙地震稳定性分析提供参考。
求解潜在破裂面形状。蒋薇等 [11] 建立了地震荷载作
用下加筋土结构的力矩平衡方程，利用数学优化法
求得多线段潜在破裂面；李倩等 [12] 基于水平条分法 1 振 动 台 模 型 试 验 设 计
提出了一种多线段加筋土挡墙潜在破裂面表现形
式；NOURI 等 [13] 根据地震荷载作用下力矩平衡方程 1.1 试验设备
推导出了加筋土挡墙对数螺旋线潜在破裂面。 振动台模型试验在中国地震局建筑物破坏机理
另一类研究方式是通过模型试验和数值分析等 与防御重点实验室的六自由度电动伺服振动台上开
方法，根据筋材应变最大值位置来确定潜在破裂面 展，模型如图 1 所示。振动台的尺寸为 1.5 m×1.5 m
形态特征。YAZDANDOUST 等 [14] 基于振动台模型 （长×宽），最大承载力为 2000 kg，空载状态下台面最
试验结果，使用数字粒子成像技术确定了不同台阶 大水平向加速度为 2g，台面的最大行程为±100 mm。
宽度时双级模块式加筋土挡墙潜在破裂面的形状； 工作频率范围为 0~60 Hz。
YÜNKÜL 等 [15] 通过振动台模型试验给出了不同峰
值加速度下板块式加筋土挡墙的潜在破裂面位置，
并发现墙面倾角和筋材刚度对潜在破裂面的影响几 模型箱
试验模型及传感器
乎可以忽略不计；LIU 等 [16] 开展不同加筋间距和加
筋长度下的加筋土挡墙动力响应分析，发现两者对
潜在破裂面位置的影响较小，且模块式加筋土挡墙 模型高度: 1 m
潜在破裂面位置与朗肯破裂面较为接近；蔡晓光等 [17]
振动台台面
通过振动台模型试验提出了双线性双级模块式加筋
土挡墙潜在破裂面，并发现随着峰值加速度的增大， 图 1 试验模型
潜在破裂面逐渐向土体内部扩展；李思汉等 [18] 根据 Fig. 1 Test model
振动台模型试验结果拟合了复合格宾格栅加筋土挡 刚性模型箱使用螺栓固定在振动台上，模型箱
墙潜在破裂面，并给出了表达式；卢谅等 [19] 通过振动 主体由钢板焊接而成，尺寸为 1.5 m×0.5 m×1.2 m（长×
台模型试验分析了面板处水平向预应力对返包式加 宽×高），模型箱两个侧壁由透明有机玻璃制成，以便
筋土挡墙潜在破裂面位置的影响；徐超等 [20] 基于振 观察模型的变形行为。搭建试验模型前，在模型箱侧
动台模型试验结果发现，减小加筋间距有助于减小 壁涂抹凡士林以减小侧壁与模型的摩擦，在模型箱
筋材拉力，但不会改变潜在破裂面的形式。 振动方向的后壁上放置 8 cm 厚的海绵以减小波的反射。
