Page 39 - 《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 1243

栅处于松弛状态，在地震动作用下面板发生侧向位 用下模块式面板加筋土挡墙主动区的面积，并且提
移，从而带动筋材向挡墙外侧水平移动，通过这种机 供了一定的安全冗余度；对于整体式面板加筋土挡
制可以彻底消除筋材松弛，充分调动土工格栅拉力， 墙，由于返包式面板内部难以产生破坏 [37] ，因此本文
因此土工格栅拉力分担占比逐渐稳定；连接件主要 中给出的潜在破裂面位置的横轴是以返包式面板为
依靠嵌入土体中端板的嵌固作用来提供锚固作用， 起点的，从图中可以看出，现有规范中计算方法均可
随着层高的增加，法向应力逐渐减小，连接件的锚固 用于估计整体式面板加筋土挡墙潜在破裂面的位
作用也逐渐减小 [33] ，因此随着墙高的增加，土工格栅 置，其中英国规范 BS 8006-1 [10] 的 0.4H 法与实测结果
拉力分担占比逐渐增大。 最为接近。由图 9 还可知，三种挡墙中，由于返包式
由图 8 可以看出，挡墙总体的土工格栅拉力分 加筋土挡墙面板刚度低于其他两者，因此潜在破裂
担占比受地震动时程影响较小，输入 WL 波时，土工 面位置离面板最远。
格 栅 拉 力 分 担 占 比 范 围为 22.6%~30.7%， 输 入 El 波 现有加筋土挡墙地震稳定性理论分析中多采用
时，该范围为 20.1%~33.3%；当峰值加速度大于 0.1g 时， ZORNBERG 等 [38] 提供的静态条件下加筋土边坡的
分担占比逐渐趋于稳定，此时 WL 波工况下的范围
1.0
为 27.4%~30.7%，El 波工况下的范围为 27.3%~33.3%。 加筋区 非加筋区
本文得到的地震作用下筋材拉力分担占比实测值略 0.8
小于陈建峰等 [36] 提出的静态时筋材拉力分担占比范 0.6
围（35.6%~38.8%）。 相对高度h/H 塑性破裂面

2.3 潜在破裂面 0.4 准弹性破裂面
朗肯破裂面
0.2 铁路0.3H破裂面
公路0.3H破裂面
将加筋土挡墙各层筋材峰值拉力增量点位置进 0.4H破裂面
0
行连线，以确定地震作用下不同面板型式加筋土挡 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
与面板距离x/H
墙潜在破裂面的位置和形状。
(a) 返包式加筋土挡墙
由图 5~7 可知，对于三种不同面板型式加筋土挡 (a) Reinforced soil retaining wall with wrapped facing
墙，当峰值加速度较小时（返包式和模块式为小于等 1.0
加筋区 非加筋区
于 0.2g，整体式为小于等于 0.4g）筋材拉力增量值较
0.8
小；随着峰值加速度的增大，筋材拉力增量值显著增
大，两种情况下各层筋材拉力增量最大值所在位置并 0.6
不相同，且前者更接近面板。因此，分析得到两个主要 相对高度h/H 0.4 塑性破裂面
的潜在破裂面：准弹性破裂面和塑性破裂面。准弹性 准弹性破裂面
朗肯破裂面
0.2 铁路0.3H破裂面
状态破裂面时筋材拉力增量值较小，即筋材变形较小， 公路0.3H破裂面
0.4H破裂面
此时挡墙整体处于弹性变形状态；塑性破裂面代表加 0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
筋土挡墙内部产生了塑性变形。对于返包式和模块式 与面板距离x/H
加筋土挡墙，当峰值加速度小于等于 0.2g 时，除面板 (b) 模块式加筋土挡墙
(b) Modular-block reinforced soil retaining wall
外其余位置处筋材拉力增量值均小于 30 N（即筋材应
1.0
变增量小于 0.02%），此时潜在破裂面形状为准弹性破 加筋区 非加筋区
裂面；对于整体式面板加筋土挡墙，当峰值加速度小于 0.8
等于 0.4g 时，除面板外其余位置处筋材拉力增量值均 0.6
小于 10 N（即筋材应变增量小于 0.007%），此时潜在破 相对高度h/H
裂面形状为准弹性破裂面。随着峰值加速度的增大， 0.4 塑性破裂面
准弹性破裂面
潜在破裂面位置逐渐向挡墙土体内部扩展。 朗肯破裂面
铁路0.3H破裂面
0.2
公路0.3H破裂面
将模型试验得到的潜在破裂面与现有规范中采 0.4H破裂面
0
用的朗肯破裂面 [4-6] 、0.3H 破裂面 [7-9] 和 0.4H 破裂面 [10] 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
进行对比，如图 9 所示。由图 9 可知，现有静态下计 与面板距离x/H
(c) 整体式面板加筋土挡墙
算方法可用于估计返包式加筋土挡墙准弹性潜在破 (c) Reinforced soil retaining wall with full-height rigid facing

裂面位置，当峰值加速度较大时，现有方法低估了地 图 9 实测潜在破裂面与规范值对比
震作用下返包式加筋土挡墙主动区的面积；铁路规 Fig. 9 Comparison between measured potential failure surface
范中采用的 0.3H 破裂面 [9] 能够较合理地估计地震作 and standard values