回填EPS混合土的防滑悬臂式挡墙地震稳定性分析

发布时间：2020-01-28 06:41

【摘要】：以一种带防滑齿的"T"型悬臂式挡土墙为对象,采用振动台模型试验揭示了分别回填EPS混合土和天然南京细砂时的挡墙地震稳定性特征。分析并比较了墙土体系的地震反应以及墙背动土压力分布,重点讨论了试验的防滑悬臂式挡墙位移模式以及回填土性质对墙背动土推力的影响。试验结果表明,回填EPS混合土时,填土地表加速度反应相对更小。回填土的动土推力对墙体转动位移的贡献随激励峰值的增大而增大;墙土惯性相互作用效应与回填土的动力变形模式密切相关。两种回填料下的墙背动土压力分布形态具有显著差异;砂土挡墙体系的动土推力与地表峰值加速度间趋向非线性关系,作用点接近2/3墙高。回填EPS混合土时两者更接近线性关系,且动土推力作用点接近1/3墙高。两种体系的动土推力作用点随地表峰值加速度增大均略有下移。基于试验结果与几种经典的解析方法预测结果比较,给出了EPS混合土柔性挡墙抗震分析的几点建议。
【图文】：

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缘睬降卣鹞榷ㄐ蕴卣鳎囗云谖?相关工程的抗震设计提供参考和借鉴。1振动台试验设计试验在自行研制的叠层剪切型土箱中完成。土箱净尺寸为3.5m(长)2.2m(宽)1.7m(高)[18]。试验挡土墙按几何相似比1∶4设计。1.1试验模型本文的重点在于EPS混合土墙体系地震稳定性。为了能与天然回填土进行对比，并确保两个墙土体系经历相同的地震激励，本文设计了墙后回填料分别为EPS混合土和南京细砂的平行模型，如图1所示。两片挡土墙采用完全相同的材料和几何尺寸，并排布置。墙间及墙与土箱壁之间以柔软土工泡沫板填充。图1EPS混合土墙和南京细砂-墙体系模型Fig.1EPScompositesoil-wallandNanjingfinesand-wallmodels试验的挡土墙填土体系剖面如图2所示。挡土墙的地基由厚度为0.3m的硬塑黏土构成，墙前采用相同的硬塑黏土回填，厚度为0.37m。对挡墙南京细砂体系（Wall-Nanjingfinesandsystem,WSS），回填南京细砂厚度为1.12m，共分5层填筑。对挡土墙 EPS混合土体系(Wall-EPScompositesoilsystem,WES)，墙后阶梯回填EPS混合土，同样分5层填筑，回填土的总厚度同样为1.12m。EPS混合土的回填区域在填土表面的平面尺寸为1.32m0.9m，如图1所示。EPS混合土根据设计配比将原料土、水泥和水搅拌成流态状后，掺入EPS颗粒，再次搅拌以获得EPS颗粒相对均匀分布的混合浆液，将其倒入阶梯预制模板和墙背构成的填筑空间，，养护7d后进行试验。1.2挡土墙模型模型挡土墙参照某实际填方路基挡墙工程中的“T”型悬臂式结构，根据原型尺寸按照1∶4的缩尺比例制作。墙底防滑齿宽度12cm、高度10cm。挡墙结构模型尺寸见图2（a）。挡土墙结构采用微粒混凝土材料。微粒混凝土所用的材料及配合比为∶水∶水泥∶石灰膏∶砂=0.5∶1∶0.6∶5.56。原型挡?

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2280岩土工程学报2017年小配筋率要求，在挡墙悬臂段中部以下墙背受拉侧予以加强。图2WSS和WES模型剖面图Fig.2ProfileofWSSandWESmodels1.3回填土和地基土试验回填的南京细砂的主要物理力学性质指标及其颗粒级配见文献[19]。南京细砂回填后，在距离挡墙约1.9m的填土表面下30，60，90cm分别取样，并测出填土试样的密度和含水率，如表1所示。据此，利用南京细砂最大和最小孔隙比以及比重估算得到回填南京细砂的平均相对密度为64.7%。对获取的环刀样进行直剪试验，得到回填南京细砂的抗剪强度指标列于表1。表1回填南京细砂的物理力学性质指标Table1Physicalandmechanicalpropertiesofsandbackfill试样编号密度/(g·cm-3)含水率/%c/kPa/(°)试样11.8525.2030.4试样21.9027.4034.7试样31.9829.4034.9回填的EPS混合土由天然粉质黏土、EPS泡沫颗粒、水泥以及水按照质量比1∶0.025∶0.08∶0.5的配比混合而成。EPS为预发泡聚苯乙烯球形颗粒，粒径范围为2～3mm，堆积密度为0.01593g/cm3，纯颗粒密度为0.0253g/cm3；水泥为普通硅酸盐水泥。试验前，制备9个标准试块和9个环刀试样并分别进行无侧限抗压强度试验和直剪试验，其平均密度为8.7g/cm3，无侧限抗压强度平均值为72.3kPa，平均黏聚力为19.5kPa、内摩擦角平均值为22.5°。两个挡墙填土体系的地基及墙前回填土均为天然硬塑、高塑限黏土，其主要物理力学指标见表2。表2地基土主要物理力学性质指标Table2Physicalandmechanicalpropertiesoffoundationsoil含水率/%密度/(g·cm-3)塑限/%塑性指数液性指数c/kPa/(°)20.71.8818.718.90.1149.115.71.4传感器布置试验在两个模型体系中所布置的传感器数量?

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