Page 35 - 《振动工程学报》2026年第5期

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 1239

依据整体式面板加筋土挡墙设计与施工规范 [23] 台站采集的卧龙波（简称 WL 波）和美国帝谷地震期
[9]
和铁路路基支挡结构设计规范 ，整体式面板加筋土 间 El-Centro 台 站 采 集 的 El-Centro 波 （ 简 称 El 波 ） 作
挡墙中需设置连接件，根据成昆铁路 [27] 工程实例缩 为输入地震动，如图 4 所示。加载工况如表 2 所示。
尺设计连接件，试验所用连接件由连接杆和角钢焊 在试验前和每一峰值加速度工况结束后使用峰值加
接而成，布置在模型的第二至第五层中，如图 2（c）所 速度为 0.05g 的白噪声（简称 WN）进行扫频，监测模
示。其中预埋在土体中的连接杆为直径 4 mm 的钢 型动力特性的变化情况。本试验中施加的最大地面
筋，长度与筋材长度相同；角钢长度为 40 cm，截面尺 峰值加速度为 1.0g，足以模拟典型强震动。

寸为∠30 mm×30 mm×5 mm。 1.0

0.5
1.6 传感器布设 0 加速度/g
−0.5
试验中使用高精度电阻式应变片监测土工格栅 −1.0
WN
和连接件在地震过程中的应变响应，应变片实际可 El
测得的应变极限为 1.0%。在返包式和模块式加筋土 WL
挡墙试验模型中，在土工格栅距面板后 2、7、12、24、 0 10 20 30 40
时间 / s
29、34、46、51、56 cm 处粘贴应变片；对于整体式面 (a) 地震动时程曲线
(a) Seismic time-history curve
板加筋土挡墙，由于将返包式面板视为加筋区域，因
0.8
此土工格栅在土体中的埋设长度为 0.6 m，在土工格 0.6
栅距返包式面板后相同位置处粘贴应变片，如图 3 2.53 Hz 0.4 幅值 / (m·s −1 )
0.2
所示。整体式面板加筋土挡墙中连接件的应变片布 0
设位置与土工格栅应变片位置相同。 4.05 Hz WN
El
筋材与面板连接处
230
WL
87 0 10 20 30 40
频率 / Hz
65 (b) 傅里叶谱
应变片 (b) Fourier spectrum
450
图 4 输入地震动
Fig. 4 Input ground motions

100 600 表 2 加载工况
700 Tab. 2 Loading conditions

图 3 土工格栅应变片布设位置（单位：mm） 序号 输入波形 峰值加速度/g 工况代号
Fig. 3 Distribution pattern of strain gauges on geogrids 1，2 WL，El 0.1 WL 0.1g，El 0.1g
(Unit: mm) 3，4 WL，El 0.2 WL 0.2g，El 0.2g

5，6 WL，El 0.4 WL 0.4g，El 0.4g
1.7 面板制作 7，8 WL，El 0.6 WL 0.6g，El 0.6g
9，10 WL，El 0.8 WL 0.8g，El 0.8g
模块式加筋土挡墙的墙面由自制模型砖错缝搭
11，12 WL，El 1.0 WL 1.0g，El 1.0g
接而成，模型砖共两种尺寸，分别为 0.25 m×0.1 m×
0.1 m（长×宽×高）和 0.125 m×0.1 m×0.1 m（长×宽×高）。 根据阿里亚斯强度计算公式 [28] 可以得出，峰值
返包式加筋土挡墙利用土工格栅包裹土工袋形成结 加速度相同时，试验采用的 WL 波的地震动能量是
构的墙面，土工袋为自行裁剪缝制，内部填充物及其 El 波的 1.53 倍，如下式所示：
压实度与回填土一致，土工袋尺寸与模型砖相同。 π w T d 2
IA = a (t)dt （1）
整体式面板加筋土挡墙为 0.1 m 厚的现浇钢筋混凝 2g 0
土面板，面板内钢筋网的横纵筋型号均为 Φ6HRB335， 式中，g 为重力加速度；T d 为地震动持时；a(t) 为地震
其中，横筋长 0.4 m，纵筋长 0.9 m，钢筋网与连接件间 动时程。

通过箍筋进行绑扎。

2 试 验 结 果 分 析
1.8 试验工况

试验选取经相似比处理过的汶川地震期间卧龙 为保证试验结果的准确性，在施工完毕后将所