筋材布設(shè)方式對(duì)加筋土擋墻動(dòng)力響應(yīng)的影響

摘 要：針對(duì)目前加筋土擋墻設(shè)計(jì)和施工中筋材布設(shè)方式大多為等長形的問題，提出一種倒梯形的筋材布設(shè)方式，并基于擋墻位移分區(qū)理論和有限差分Flac^3D數(shù)值模擬，建立加筋土擋墻三維分析模型，探討不同峰值加速度下3種加筋土擋墻對(duì)位移、水平土壓力、筋材拉應(yīng)力及潛在破裂面的影響。結(jié)果表明，隨峰值加速度增大，擋墻位移逐漸增大，同一荷載作用下，改變筋材布設(shè)方式，側(cè)向水平位移減少9.3%，豎向沉降減少5.3%；3種形式擋墻水平土壓力相差不大，最大水平土壓力分布在擋墻的中下部；筋材拉應(yīng)力隨峰值加速度的增大，沿墻高從單峰型轉(zhuǎn)化為雙峰型分布，最大值位于擋墻中下部；潛在破裂面填土區(qū)破裂帶的形狀與筋材的布設(shè)方式有關(guān)。所提出的倒梯形筋材布設(shè)方式對(duì)加筋土擋墻的抗震效果更好，可為施工設(shè)計(jì)中加筋土擋墻筋材布設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：地基基礎(chǔ)工程；加筋土擋墻；位移分區(qū)理論；數(shù)值模擬；布筋形式；抗震性能

中圖分類號(hào)：TU476.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.7535/hbkd.2023yx06010

收稿日期：2023-09-06；修回日期：2023-11-01；責(zé)任編輯：馮 民

基金項(xiàng)目：河北省自然科學(xué)基金（E2019208159）；河北省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院開放課題項(xiàng)目（JCYKT202104）；河北省巖土工程安全與變形控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（HWEKF202102）；河北省中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展資金項(xiàng)目（236Z4507G）

第一作者簡(jiǎn)介：靳靜（1978—），女，河北保定人，副教授，博士，主要從事巖土工程穩(wěn)定性與變形控制方面的研究。

通信作者：梁小勇，副教授。E-mail：liaxiayon@hebust.edu.cn

靳靜，張森，李智廣，等.筋材布設(shè)方式對(duì)加筋土擋墻動(dòng)力響應(yīng)的影響[J].河北科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2023，44（6）：82-90.

JIN Jing，ZHANG Sen，LI Zhiguang，et al.Effect of reinforcement layout on dynamic response of reinforced soil retaining wall[J].Journal of Hebei University of Science and Technology，2023，44（6）：82-90.

Effect of reinforcement layout on dynamic response of

reinforced soil retaining wall

JIN Jing^1，2， ZHANG Sen¹， LI Zhiguang¹， LIANG Xiaoyong^1，2， YU Yuanliang¹

（1.School of Civil Engineering， Hebei University of Science and Technology， Shijiazhuang， Hebei 050018， China；

2.Innovation Center of Disaster Prevention and Mitigation Technology for Geotechnical and Structural Systems

of Hebei Province （Preparation）， Shijiazhuang， Hebei 050018， China）

Abstract：Aiming at the current design and construction of reinforced earth retaining wall in which most of the reinforcement laying methods are of equal length， an inverted trapezoidal reinforcement laying method was proposed. Based on the theory of retaining wall displacement zoning and finite-difference Flac3D numerical simulation， a three-dimensional analytical model of reinforced earth retaining wall was established to explore the effects of the three types of reinforced earth retaining wall on the displacements， horizontal earth pressures， reinforcement tensile stresses， and the potential rupture surfaces under different peak accelerations. The results show that with the increase of peak acceleration， the displacement of the retaining wall gradually increases， and under the same load， changing the layout of reinforcement material the lateral horizontal displacement decreases by 9.3%， and the vertical settlement decreases by 5.3%; The horizontal earth pressure of the three forms of retaining wall does not differ much， and the maximum horizontal earth pressure is located in the middle and lower part of the retaining wall; The tensile stress of the reinforcement material transforms from a single-peak type to a bi-peak type along the height of the wall as peak acceleration increases， with the maximum value located in the middle and lower part of the retaining wall; The shape of rupture zone of potential fracture surface filling area is related to the shape of rupture zone of potential fracture surface filling area. The maximum value is located in the middle and lower part of the retaining wall; The shape of the rupture zone in the filling area of the potential rupture surface is related to the deployment method of the reinforcement material. The inverted trapezoidal reinforcement layout has better seismic effect on reinforced soil retaining wall， which provides reference for reinforcement layout of reinforced soil retaining wall in construction design.

Keywords：foundation engineering; reinforced soil retaining wall; displacement partition theory; numerical simulation; reinforcement deployment form; seismic performance

加筋土擋墻是由面板、筋材、填料組成的一種新型柔性支擋結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的工程特性，諸如節(jié)約用地、工期短、造價(jià)低、抗震性能好、外形整體美觀等，被廣泛應(yīng)用于土木工程、交通運(yùn)輸工程和水利工程等領(lǐng)域。隨著鐵路建設(shè)的快速發(fā)展，加筋土擋墻也成為鐵路路基的重要組成部分^[1]。

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)加筋土擋墻的研究主要集中于等長布筋。王家全等^[2]通過對(duì)擋墻進(jìn)行靜動(dòng)載試驗(yàn)，分析筋材長度改變對(duì)擋墻變形和受力的影響，發(fā)現(xiàn)格柵長度和類型的不同會(huì)對(duì)擋墻的破壞模式造成一定差異；DESAIC等^[3]通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和數(shù)值模擬，揭示了擋墻水平位移和筋材應(yīng)力應(yīng)變的變化規(guī)律；李麗華等^[4]通過在墻頂荷載作用下改變筋材層數(shù)、長度、筋材材料等方面研究對(duì)加筋土擋墻結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響；蔡曉光等^[5]通過Flac^3D數(shù)值模擬研究在地震作用下返包式加筋土擋墻的抗震性能，得出筋材強(qiáng)度的作用飽和結(jié)論；趙云斐等^[6]研究加筋土擋墻的演化規(guī)律，揭示高速鐵路土工格柵加筋土擋墻服役期間的力學(xué)行為；王家全等^[7]通過模型試驗(yàn)，研究靜動(dòng)荷載下筋材長度和類型的變化對(duì)擋墻工作性能的影響，得出動(dòng)載下格柵的側(cè)向約束作用和網(wǎng)兜效果可發(fā)揮地更好；張飛等^[8-9]基于極限平衡法，提出加筋力的計(jì)算方法以及土工合成材料加筋土擋墻穩(wěn)定性的分析方法；BALAKRISHNAN等^[10]通過離心模型試驗(yàn)研究土工格柵不同剛度對(duì)加筋土擋墻位移和格柵最大峰值應(yīng)變的影響；牛笑笛等^[11]通過現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)研究新型整體式、內(nèi)嵌返包的模塊式和模塊式面板在地震作用下的結(jié)構(gòu)特性；楊廣慶等^[12]基于土工格柵蠕變?cè)囼?yàn)，分析溫度和荷載對(duì)格柵蠕變的影響，確定了蠕變損傷模型的各指標(biāo)參數(shù)值；GULER等^[13]通過室內(nèi)模型試驗(yàn)，對(duì)比分析地震作用下加筋土擋墻2種模型的加速度和筋材應(yīng)變變化規(guī)律及面板變形特性；王家全等^[14]探討了基礎(chǔ)偏移距離對(duì)加筋土擋墻承載破壞性能的影響；BHATTACHARJEE等^[15]通過有限元軟件模擬，認(rèn)為擋墻內(nèi)部可分為高、低2個(gè)應(yīng)變區(qū)域，并得出筋材可使擋墻應(yīng)力和應(yīng)變顯著減小的結(jié)論；BHATTACHARJEE等^[16]通過Flac^3D軟件，研究剛性面板加筋土擋墻動(dòng)力響應(yīng)，得出剛度很小的筋材亦能對(duì)加筋土擋墻抗震起到顯著作用；周健等^[17]探討包裹式加筋土擋墻在改變筋材長度、間距、剛度等因素下對(duì)擋墻變形的影響，發(fā)現(xiàn)最為顯著的影響因素是筋材間距；王志杰等^[18]基于大尺寸三軸試驗(yàn)，研究筋材豎向間距、筋材層數(shù)對(duì)其力學(xué)響應(yīng)及變形特征的影響規(guī)律。

綜上所述，以上學(xué)者主要從等長布筋方面研究加筋土擋墻的動(dòng)力響應(yīng)，對(duì)于改變布筋方式對(duì)加筋土擋墻的影響鮮有報(bào)道。除此之外，目前文獻(xiàn)還未考慮地震作用下倒梯形布筋加筋土擋墻的動(dòng)力特性。基于此，本文采用Flac^3D軟件，建立倒梯形布筋方式加筋土擋墻數(shù)值模型，通過改變填料區(qū)布筋方式來對(duì)比分析加筋土擋墻在地震荷載作用下的動(dòng)力特性，為擋墻筋材布設(shè)、工程實(shí)踐等提供依據(jù)。

1 擋墻位移分區(qū)理論

1.1 剛度強(qiáng)化區(qū)

加筋土擋墻內(nèi)部根據(jù)穩(wěn)定性的不同可劃分為3個(gè)區(qū)域^[19]，分別為主動(dòng)區(qū)、過渡區(qū)和穩(wěn)定區(qū)，見圖1。

當(dāng)傾角小于φ（土體內(nèi)摩擦角）時(shí)，土體可自穩(wěn)，為穩(wěn)定區(qū)；當(dāng)傾角大于φ，小于45°+φ/2時(shí)，為過渡區(qū)；當(dāng)傾角大于45°+φ/2時(shí)，為主動(dòng)區(qū)。在施工過程中，主動(dòng)區(qū)和過渡區(qū)穩(wěn)定性較差，若有外荷載作用，主動(dòng)區(qū)易發(fā)生破壞。在施工過程中，剛性面板和加筋體形成剛度強(qiáng)化區(qū)，該區(qū)域可承擔(dān)較大的土壓力，且該部位筋材應(yīng)變較小，使筋材充分發(fā)揮作用，增強(qiáng)穩(wěn)定性。

1.2 擋墻不同區(qū)域受力分析

整體剛性面板加筋土擋墻在施工過程中根據(jù)穩(wěn)定性劃分為3部分區(qū)域：連接鋼筋和面板構(gòu)成了剛度強(qiáng)化區(qū)；剛度強(qiáng)化區(qū)后為筋材鋪設(shè)的加筋區(qū)；最后為非加筋區(qū)域。擋墻墻高h(yuǎn)，EF段長為L，F(xiàn)G段長為L，GH段長為L，如圖2所示。

加筋土擋墻內(nèi)部根據(jù)筋材分布分為剛度強(qiáng)化區(qū)、加筋區(qū)和非加筋區(qū)，將加筋體區(qū)域（ABFE，BCGF和CDHG）分別進(jìn)行受力分析，如圖3所示。

圖3中，h為各層返包回折格柵的高度；h為各層土工格柵的高度；h為各層連接鋼筋的高度；i表示相應(yīng)的格柵層數(shù)，j表示響應(yīng)的連接鋼筋層數(shù)；Δh為剛度強(qiáng)化區(qū)加筋體的壓縮量；Δh為加筋區(qū)加筋體的壓縮量；自身承受重力分別為W，W，W；格柵網(wǎng)兜效應(yīng)合力分別為F，F(xiàn)，F(xiàn)；基底支撐力分別為F，F(xiàn)，F(xiàn)；水平筋材拉力為T，T，T；返包格柵拉力為T（與豎直方向呈θ角）；筋材拉力為T；荷載作用下，產(chǎn)生的摩擦力和擠壓力分別為f和q。

本文做出如下假設(shè)：

1）墻體內(nèi)等高處由于土體自重引起的側(cè)向土壓力值近似相等，受力可相互抵消，可不計(jì)土體自重引起的側(cè)向土壓力。

2）不同區(qū)域之間的擠壓力，沿墻高由上到下呈線性減小。

3）在墻體壓縮過程中，忽略筋材沿垂直方向的錯(cuò)動(dòng)，認(rèn)為筋材拉力保持水平方向。

當(dāng)墻體處于受力平衡狀態(tài)時(shí)，可以得出以下等式。

對(duì)于剛度強(qiáng)化區(qū)：

對(duì)于加筋區(qū)：

對(duì)于非加筋區(qū)：

2 加筋土擋墻數(shù)值模擬

2.1 數(shù)值模型建立

Flac^3D主要應(yīng)用于巖土工程的力學(xué)分析，可有效解決巖土體的動(dòng)力穩(wěn)定性分析，采用的是有限差分網(wǎng)格，網(wǎng)格和節(jié)點(diǎn)都是按照坐標(biāo)系來進(jìn)行建立的。依據(jù)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)^[20]中擋墻模型尺寸、填料和筋材屬性，建立整體剛性面板加筋土擋墻三維數(shù)值模型，包括地基、條形基礎(chǔ)、填料區(qū)、返包袋、面板和泡沫板，如圖4所示。數(shù)值模型中擋墻墻面坡率為1∶0.05，地基深度為0.3 m，擋墻高度為1.5 m，面板厚為0.1 m，墻趾外計(jì)算寬度為0.7 m，墻體長度為2.3 m。擋墻內(nèi)部筋材長度根據(jù)最新版《鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中建議的0.8倍墻高進(jìn)行布設(shè)，即1.2 m，采用上下等長的布置方式，返包袋寬度取0.2 m，內(nèi)部構(gòu)造連接鋼筋取固定值0.5 m，模型后部施加聚乙烯泡沫板，厚度為0.1 m。

數(shù)值模型的邊界條件在靜力計(jì)算時(shí)設(shè)置為左側(cè)面板和模型頂部自由，其余3個(gè)側(cè)面限制法向位移，底部限制法向位移和切向位移。動(dòng)力計(jì)算時(shí)，釋放擋墻x方向的約束，分別在擋墻模型邊界的左側(cè)、右側(cè)及底部施加地震波。

地基與填料采用砂性土，材料參數(shù)根據(jù)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)^[20]來確定；數(shù)值模擬中，地基與填料采用摩爾-庫倫（Mohr-Coulomb）本構(gòu)模型；擋墻面板、條形基礎(chǔ)和泡沫板采用線彈性（Elastic）模型；土工格柵使用Flac^3D自帶的Geogrid結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行模擬，面板和筋材之間為剛性連接；構(gòu)造連接鋼筋采用Flac^3D中的Pile結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行模擬。計(jì)算參數(shù)^[20]如表1—表3所示。

Flac^3D中的interface單元主要用來模擬不同材料之間的接觸面問題，擋土墻模擬中包括面板與土體的接觸以及面板與返包填料的接觸等，黏聚力、摩擦角、切向剛度和法向剛度為接觸面的主要參數(shù)。其中，切向剛度ks和法向剛度kn可按式（10）進(jìn)行計(jì)算。

其中ΔZmi是接觸面法線方向上連接區(qū)域的最小網(wǎng)格尺寸。

2.2 材料阻尼設(shè)置和地震波選取

Flac^3D中阻尼有3種，分別為瑞利阻尼、局部阻尼及滯后阻尼。本文選用局部阻尼，其中，臨界阻尼比取5%的經(jīng)驗(yàn)值，局部阻尼系數(shù)可按式（11）計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為0.157 1。

α_L=πD，（11）

式中D為臨界阻尼比，通常取5%。

擋土墻動(dòng)力分析中，地震波通常從簡(jiǎn)諧波和真實(shí)地震波中選取。簡(jiǎn)諧波相較于真實(shí)地震波在同等峰值加速下所包含的能量和強(qiáng)度都要大，故選取簡(jiǎn)諧波進(jìn)行動(dòng)力分析，選取的簡(jiǎn)諧波頻率為5 Hz，時(shí)長為6 s，簡(jiǎn)諧波波形如圖5所示。

2.3 數(shù)值模型驗(yàn)證

為驗(yàn)證數(shù)值模擬的準(zhǔn)確性，選取頻率5 Hz、峰值加速度0.3g下模型試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)[20]中的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，分別對(duì)比面板水平位移、面板的土壓力增量及面板后的筋材拉力，如圖6所示。

由圖6 a）可知，墻面板位移沿墻高整體呈增大的趨勢(shì)，最大水平位移出現(xiàn)在墻面板頂部；圖6 b）為面板的土壓力增量沿墻高的分布圖，面板后的土壓力增量沿墻高整體呈增大的趨勢(shì)，其中最大值出現(xiàn)在擋墻的中下部，墻頂?shù)耐翂毫υ隽肯鄬?duì)較小，這可能與墻頂面板水平位移較大導(dǎo)致的應(yīng)力釋放有關(guān)；圖6 c）為面板后的筋材拉力沿墻高的分布圖，沿墻高整體上出現(xiàn)增大的趨勢(shì)，最大值出現(xiàn)在擋墻的中下部。

通過對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)值模擬結(jié)果與振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果較為吻合，說明數(shù)值模擬中模型和參數(shù)的選取是合理可靠的，可為后續(xù)深入的研究奠定基礎(chǔ)。

2.4 不同布筋形式加筋土擋墻數(shù)值模型建立

在此基礎(chǔ)上，為了研究筋材不同布置方式對(duì)整體剛性面板加筋土擋墻動(dòng)力響應(yīng)與抗震性能的影響，選取等長形、倒梯形和上長下短形，分別對(duì)3種不同布置方式的擋墻施加0.4g，0.6g和0.8g簡(jiǎn)諧波，對(duì)比分析位移、土壓力、筋材拉力等計(jì)算結(jié)果，獲得最優(yōu)的布筋方式，如圖7所示。

3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析

3.1 擋墻側(cè)向水平位移

在面板后沿墻高布置6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，高度分別為0，0.4，0.8，1.0，1.2和1.5 m。不同峰值加速度作用下?lián)鯄γ姘逶诓煌畈牟荚O(shè)方式上的水平位移變化曲線如圖8所示。

從圖8可以看出，在地震荷載作用下，面板水平位移的分布不隨筋材布設(shè)方式的改變而發(fā)生變化，3種布設(shè)方式產(chǎn)生的面板水平位移變化規(guī)律基本一致，均沿墻高度的增大而增大；擋墻面板的水平位移最大值出現(xiàn)在擋墻頂部；墻頂最大位移分別為19.46，17.65和18.13 cm，最好的為倒梯形，其次為上長下短形，最差為等長形。原因可能是倒梯形布置方式頂部區(qū)域內(nèi)的筋材長度最長，筋材能夠提供更大的拉力，以至于能夠更好的限制面板的水平位移。選用倒梯形比等長形可有效減小水平位移9.3%。

3.2 擋墻豎向沉降

在加筋土擋墻頂部（墻高1.5 m處）設(shè)立6個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，距離擋墻面板的距離分別為0.1，0.3，0.6，0.9，1.5和1.9 m。不同布筋形式下的擋墻頂部豎向沉降曲線如圖9所示。

由圖9可知，在地震荷載作用下，返包袋后（0.3 m處）和連接鋼筋末端（0.6 m處）都出現(xiàn)了明顯的沉降突變，但在筋材末端處，只有等長形出現(xiàn)明顯的沉降突變，原因可能是筋材末端集中作用于一點(diǎn)，此處的格柵起到了一定的“托舉”作用，導(dǎo)致曲線有所回升；隨著距面板距離的增大，擋墻豎向沉降整體呈現(xiàn)“增大”的趨勢(shì)，原因可能是隨著距離的增大，由擋墻前部的剛度強(qiáng)化區(qū)進(jìn)入到非加筋區(qū)，缺少筋材與土體的相互作用，進(jìn)而導(dǎo)致沉降增大；加筋土擋墻豎向沉降的最大值出現(xiàn)在填土區(qū)的末端；當(dāng)峰值加速度為0.4g時(shí)，擋墻的豎向沉降較小，3種布筋形式幾乎無差別；隨著峰值加速度的增大，擋墻頂部的豎向沉降出現(xiàn)明顯變化，當(dāng)峰值加速度為0.6g時(shí)，倒梯形的豎向沉降最小，等長形居中，上長下短形最差；當(dāng)峰值加速度為0.8g時(shí)，倒梯形的豎向沉降最小，上長下短形居中，等長形最差，這種工況下倒梯形相對(duì)于等長形可有效減少豎向沉降5.3%。

3.3 墻背水平土壓力

為研究不同峰值加速度作用下筋材布設(shè)方式對(duì)擋墻水平土壓力的影響，于面板后設(shè)置4處監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。不同峰值加速度下面板后的水平土壓力沿墻高變化曲線如圖10所示。

由圖10可知，最大水平土壓力出現(xiàn)在擋墻的中下部，可能是由于擋墻中下部的條形基礎(chǔ)的彈性模量、剛度等參數(shù)相對(duì)較大；在0.4g峰值加速度下，整體上，水平土壓力沿墻高呈逐漸減小的趨勢(shì)；在0.6g和0.8g峰值加速度下，面板水平位移急劇增大，應(yīng)力得到一定的釋放，水平土壓力沿墻高呈現(xiàn)出“中間小兩頭大”的分布規(guī)律；最大水平土壓力出現(xiàn)在擋墻墻基位置處；3種形式下?lián)鯄Φ乃酵翂毫Γ乳L形最小，倒梯形居中，上長下短形最差，但結(jié)果相差不大。

3.4 筋材拉應(yīng)力

不同布筋形式下筋材拉應(yīng)力沿墻高變化曲線如圖11所示。

由圖11可知，筋材拉應(yīng)力最大值隨峰值加速度的增大而增大；0.4g峰值加速度下，最大值出現(xiàn)在擋墻中上部，呈“單峰型”分布；0.6g峰值加速度下，沿墻高呈“雙峰型”分布，筋材拉應(yīng)力峰值分別出現(xiàn)在擋墻中下部和中上部，最大值位于擋墻中下部，原因可能是與0.4g之后擋墻面板水平位移急劇增大，上部筋材發(fā)生滑移，筋材應(yīng)力得到釋放有關(guān)；0.8g峰值加速度下，仍呈“雙峰型”分布，但擋墻上部筋材拉應(yīng)力變化減小，筋材拉應(yīng)力向擋墻下部增大發(fā)展，最大值出現(xiàn)在擋墻中下部。由此可知，隨著地震作用的增大，擋墻內(nèi)的下部筋材要先于上部筋材發(fā)生破壞。

3.5 潛在破裂面

不同布筋形式下?lián)鯄Φ募魬?yīng)變?cè)隽吭茍D如圖12所示。

剪應(yīng)變?cè)隽吭茍D的前部加筋區(qū)符合“0.3H”破裂面的發(fā)展規(guī)律，但隨著峰值加速度的增大，剪切滑移帶向填土區(qū)發(fā)展，等長形出現(xiàn)第2條明顯的豎直破裂帶，位于筋材末端處，破裂面形式整體呈“倒F”形；上長下短形的第2條破裂帶位于下部較短筋材的末端，呈豎直狀態(tài)，但并無等長形明顯；倒梯形僅在前部加筋區(qū)出現(xiàn)1條豎直破裂帶，后部并無明顯破裂帶形成，可能是由于筋材從上往下均勻減小，并無筋材集中或長度突變所致。

4 結(jié) 語

針對(duì)當(dāng)前加筋土擋墻施工和設(shè)計(jì)中筋材布設(shè)方式多為等長形的情況，提出了倒梯形的筋材布設(shè)方式，并基于擋墻位移分區(qū)理論和有限差分?jǐn)?shù)值模擬，研究其在地震作用下對(duì)擋墻動(dòng)力響應(yīng)的影響規(guī)律，主要結(jié)論如下。

1）不同布筋形式對(duì)提高擋墻抗震性能程度不同，本模擬中抗震性能從優(yōu)到次，依次為倒梯形、上長下短形、等長形。

2）布筋形式的改變，使得擋墻主動(dòng)區(qū)的面板側(cè)向水平位移和過渡區(qū)的擋墻頂部未加筋區(qū)域豎向沉降分別減少9.3%和5.3%。可見，選用合理的布筋形式能夠提高擋墻的整體穩(wěn)定性。

3）筋材的布置方式對(duì)墻背水平土壓力的影響較小，3種筋材布置方式的擋墻水平土壓力發(fā)展規(guī)律基本一致，隨著峰值加速度的增大，水平土壓力沿墻高呈“中間小兩頭大”的分布規(guī)律，最大水平土壓力在擋墻中下部。

4）隨著峰值加速度的增大，擋墻內(nèi)部筋材的拉應(yīng)力從“單峰型”變?yōu)椤半p峰型”分布，最大值出現(xiàn)在擋墻中下部，中下部的筋材要先于上部筋材發(fā)生破壞。

5）潛在破裂面遵循“0.3H破裂面”的發(fā)展規(guī)律，隨著峰值加速度的增大，破裂帶向填土區(qū)發(fā)展，筋材的布置方式對(duì)填土區(qū)破裂帶的形狀有一定影響。

本文僅施加一種單一頻率的簡(jiǎn)諧波，與實(shí)際工程中的地震波存在一定差異。后續(xù)工作會(huì)采用實(shí)際地震波和更高峰值的加速度，進(jìn)一步探究筋材布設(shè)方式的改變對(duì)擋墻動(dòng)力響應(yīng)與抗震性能的影響。

參考文獻(xiàn)/References：

[1]TB 10621—2014，高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]王家全，徐良杰，黃世斌，等.動(dòng)載下土工格柵加筋橋臺(tái)擋墻承載性能分析[J].巖土力學(xué)，2019，40（11）：4220-4228.

WANG Jiaquan，XU Liangjie，HUANG Shibin，et al.Bearing capacity analysis of geogrid reinforced abutment retaining wall under dynamic load[J].Rock and Soil Mechanics，2019，40（11）：4220-4228.

[3]DESAIC S，EL-HOSEINY K E.Prediction of field behavior of reinforced soil wall using advanced constitutive model[J].Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering，2005，131（6）：729-739.

[4]李麗華，石安寧，肖衡林，等.加筋土擋墻靜載模型試驗(yàn)及其力學(xué)性能研究[J].巖土力學(xué)，2018，39（12）：4360-4368.

LI Lihua，SHI Anning，XIAO Henglin，et al.Model test and mechanical properties study of reinforced earth retaining wall[J].Rock and Soil Mechanics，2018，39（12）：4360-4368.

[5]蔡曉光，徐洪路，李思漢，等.地震作用下返包式加筋土擋墻數(shù)值模擬[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2021，51（5）：1416-1426.

CAI Xiaoguang，XU Honglu，LI Sihan，et al.Numerical simulation of reinforced soil retaining wall with wrapped face under seismic effects[J].Journal of Jilin University（Earth Science Edition），2021，51（5）：1416-1426.

[6]趙云斐，楊廣慶，周詩廣，等.高速鐵路土工格柵加筋土擋墻服役期力學(xué)行為研究[J].鐵道學(xué)報(bào)，2020，42（6）：129-138.

ZHAO Yunfei，YANG Guangqing，ZHOU Shiguang，et al.Research on mechanical behaviour of high-speed railway geogrid reinforced soil retaining wall during service period[J].Journal of the China Railway Society，2020，42（6）：129-138.

[7]王家全，侯森磊，唐瀅，等.靜動(dòng)載下筋材變化對(duì)加筋土擋墻性能影響分析[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，2020，16（5）：1352-1361.

WANG Jiaquan，HOU Senlei，TANG Ying，et al.Analysis on the influence of geogrid changes on the performance of geogrid-reinforced soil retaining wall under static and dynamic loads[J].Chinese Journal of Underground Space and Engineering，2020，16（5）：1352-1361.

[8]張飛，賈世林，朱玉明，等.臺(tái)階式加筋擋墻穩(wěn)定所需加筋力計(jì)算方法與影響規(guī)律[J].巖土力學(xué)，2021，42（11）：3079-3089.

ZHANG Fei，JIA Shilin，ZHU Yuming，et al.Required strength of geosynthetics in reinforced multi-tiered wall[J].Rock and Soil Mechanics，2021，42（11）：3079-3089.

[9]張飛，溫友鵬，陳延博，等.考慮黏聚力的加筋擋墻筋材內(nèi)力分析方法[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，52（12）：4238-4251.

ZHANG Fei，WEN Youpeng，CHEN Yanbo，et al.Analytical method to determine reinforcement loads of geosynthetic-reinforced retaining wall[J].Journal of Central South University（Science and Technology），2021，52（12）：4238-4251.

[10]BALAKRISHNAN S，VISWANADHAM B V S.Centrifuge model studies on the performance of soil walls reinforced with sand-cushioned geogrid layers[J].Geotextiles and Geomembranes，2019，47（6）：803-814.

[11]牛笑笛，楊廣慶，王賀，等.不同面板形式加筋土擋墻結(jié)構(gòu)特性現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)，2021，42（1）：245-254.

NIU Xiaodi，YANG Guangqing，WANG He，et al.Field tests on structural properties of reinforced retaining walls with different panels[J].Rock and Soil Mechanics，2021，42（1）：245-254.

[12]楊廣慶，靳靜，周詩廣，等.高速鐵路加筋土擋墻土工格柵蠕變損傷本構(gòu)模型研究[J].鐵道學(xué)報(bào)，2019，41（3）：155-162.

YANG Guangqing，JIN Jing，ZHOU Shiguang，et al.Study on constitutive model of creep damage of geogrids for reinforced retaining wall for high-speed railway[J].Journal of the China Railway Society，2019，41（3）：155-162.

[13]GULER E，ENUNLU A K.Investigation of dynamic behavior of geosynthetic reinforced soil retaining structures under earthquake loads[J].Bulletin of Earthquake Engineering，2009，7（3）：737-777.

[14]王家全，祁航翔，梁寧，等.倒梯形布筋方式的加筋土擋墻承載破壞性能分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2022，31（4）：154-163.

WANG Jiaquan，QI Hangxiang，LIANG Ning，et al.Analysis of load-bearing failure performance of reinforced earth retaining wall with inverted trapezoidal reinforcement[J].Journal of Natural Disasters，2022，31（4）：154-163.

[15]BHATTACHARJEE A，KRISHNA A M.Strain behavior of backfill soil in rigid faced reinforced soil walls subjected to seismic excitation[J].International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering，2015，1（2）.DOI： 10.1007/s40891-015-0016-4.

[16]BHATTACHARJEE A，KRISHNA A M.Numerical modelling of rigid faced reinforced soil walls under seismic shaking[C]//Indian Geotechnical Conference.Mumbai：GEOtrendz，2010：869-872.

[17]周健，謝鑫波，姜炯，等.包裹式加筋土擋墻的變形特性及影響因素研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2015，34（1）：148-154.

ZHOU Jian，XIE Xinbo，JIANG Jiong，et al.Deformation characteristics and influence factors of wrap reinforced retaining wall[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2015，34（1）：148-154.

[18]王志杰，蔡永明，齊逸飛，等.土工格柵加筋橡膠碎石混合料大型三軸試驗(yàn)研究[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2023，20（7）：2509-2520.

WANG Zhijie，CAI Yongming，QI Yifei，et al.Large-scale triaxial tests of geogrid reinforced rubber gravel mixtures[J].Journal of Railway Science and Engineering，2023，20（7）：2509-2520.

[19]楊廣慶，牛笑笛，周詩廣，等.復(fù)合式整體剛性面板加筋土擋墻結(jié)構(gòu)行為試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)，2021，42（7）：1794-1802.

YANG Guangqing，NIU Xiaodi，ZHOU Shiguang，et al.Experimental study on structural behavior of reinforced retaining wall with composite full-height rigid facing[J].Rock and Soil Mechanics，2021，42（7）：1794-1802.

[20]徐鵬.高烈度地震下剛性面板加筋土擋墻的動(dòng)態(tài)響應(yīng)研究[D].成都：西南交通大學(xué)，2020.

XU Peng.Study on the Seismic Response of Reinforced Soil Retaining Walls with Rigid Facing under High-intensity Earthquakes[D].Chengdu：SouthwestJiaotong University，2020.