Page 40 - 《振动工程学报》2026年第5期

1244 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

1.0
对数螺旋曲线破裂面作为挡墙的潜在破裂面 [14] ，对
所有类型的加筋土结构使用相同的潜在破裂面会降 0.8
低分析结果的精度。单次试验难以精准确定潜在破 塑性破裂面
裂面的位置，且由引言可知，墙面倾角、筋材长度、 相对高度h/H 0.6 准弹性破裂面
筋材刚度和加筋间距对潜在破裂面影响较小，因此 0.4 文献[30]方法
文献[31]方法
本文基于模型试验结果，并结合大量地震作用下加 文献[40]方法
0.2 文献[39]方法
筋土挡墙潜在破裂面研究成果（返包式 [30-31,39-40] ，模块
本文方法
式 [41-45] ，整体式 [27] ），提出了地震作用下不同面板型式 0
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
加筋土挡墙潜在破裂面位置确定方法，如表 4 所示， 与面板距离x/H
潜在破裂面几何形状如图 10 所示。 (a) 返包式加筋土挡墙
(a) Reinforced soil retaining wall with wrapped facing
表 4 潜在破裂面位置确定方法 1.0
塑性破裂面
Tab. 4 Methods for determining the location of potential
0.8 准弹性破裂面
failure surfaces
文献[41]方法
面板型式 确定方法 0.6 文献[42]方法
穿过挡墙墙趾，转折点为（0.5H，0.4H）， 相对高度h/H
返包式 0.4 文献[43]方法
与顶部（0.5H，H）相连 文献[44]方法
穿过挡墙墙趾，转折点为（0.3H，0.4H）， 文献[45]方法
模块式 0.2
与顶部（0.3H，H）相连 本文方法
穿过返包式面板底部，转折点为（0.3H，0.4H）， 0
整体式 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
与顶部（0.3H，H）相连
与面板距离x/H

(b) 模块式加筋土挡墙
2.4 筋土界面动摩擦系数发挥值 (b) Modular-block reinforced soil retaining wall
1.0
在加筋土挡墙稳定性分析流程中，依据潜在破裂
0.8
面位置划分挡墙的主动区与锚固区后，即可进行筋材
抗拔稳定性验算，筋土界面摩擦系数是抗拔稳定性验 0.6 塑性破裂面
[9]
算中的关键参数。铁路路基支挡结构设计规范 建议 相对高度h/H 准弹性破裂面
筋土摩擦系数的经验取值范围为 0.3~0.4；《公路路基设 0.4 文献[27]方法
计规范》（JTG D30—2015） [46] 建议砂类土的筋土摩擦 0.2 文献[41]方法
本文方法
系数的经验取值范围为 0.35~0.45。依据规范 ASTM
0
D6706-01 [47] ，测得 20 kPa 正应力时，本试验采用的土工 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
格栅与标准砂之间的筋土摩擦系数为 0.79，当土工格 与返包式面板距离x/H
(c) 整体式面板加筋土挡墙
栅与连接件结合使用时，土工格栅与标准砂之间的筋 (c) Reinforced soil retaining wall with full-height rigid facing

土摩擦系数为 0.41 [48] 。已有研究成果表明，动力荷载
图 10 潜在破裂面几何形状
并不会削弱筋土界面强度，因此，本文利用下式计算地
Fig. 10 Geometric shapes of potential failure surfaces
震作用下筋土界面动摩擦系数发挥值 [49] ：
墙，当峰值加速度较小时，WL 波和 El 波作用下筋土
P R
f = （6） 界面动摩擦系数几乎一致，当峰值加速度达到 0.8g
2L b σ V
式中，P R 为潜在破裂面处筋材拉力增量，潜在破裂面 时，挡墙中上部动摩擦系数存在明显区别，在具有更
位置为本文实测结果；L b 为锚固段筋材长度；σ V 为法 高能量的地震动时程作用下，动摩擦系数发挥值更
向应力。将发挥值与经验值和静态实测值进行对 大；随着峰值加速度的增大，筋土界面动摩擦系数发
比，结果如图 11 所示。 挥 值 逐 渐 增 大， 返 包 式 加 筋 土 挡 墙 最 大 发 挥 值 为
由图 11 可知，筋土界面动摩擦系数发挥值随着 0.26，模块式加筋土挡墙最大发挥值为 0.16，整体式
墙高的增加而逐渐增大，与拉拔试验的变化规律一 面板加筋土挡墙最大发挥值为 0.03。从结果上看，
致 [48] ，这是因为在低法向应力状态下，土工格栅周围 实测动摩擦系数发挥值均小于经验值和静态值，此
砂土颗粒受土工格栅水平变形的扰动影响而发生错 时加筋土挡墙中土体与筋材的摩擦作用仍未完全发
动，表现出较高的剪胀性；而在高法向应力状态下， 挥，结构不会发生筋材拔出破坏。整体式面板加筋
砂土颗粒变形受限，土体剪胀性减弱，筋土界面摩擦 土挡墙的实测值远小于另外两种挡墙，这是因为连
系数也随之减小。对于同一种面板型式加筋土挡 接件与土工格栅协同工作，并承担了部分拉力。