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随着社会的快速发展,越来越多的建设项目不得不面对用地紧张的问题,由于地形地貌的原因,在场地建设时加筋土边坡会出现越来越多的拐角部位。加筋土挡墙拐角部位在形态和结构上较直线部位有一定特殊性,相比之下更容易出现工程问题且目前没有获得足够的重视。为探究加筋土挡墙不同拐角形式的变形特征,运用有限差分软件FLAC3D,通过建立不同形式的拐角模型,即折角形、直角形和圆角形3种工程上常用的拐角形式,研究了不同荷载大小和加载位置对挡墙拐角部位变形特征的影响,分析了在荷载变化下加筋土挡墙拐角部位的整体变形、竖向变形、水平变形、潜在破裂面的形态和位置以及稳定性系数的发展规律。为下一步物理模型试验的开展提出指导性意见,结果表明:
(1)无外荷载时:1)竖向变形对整体变形的发展影响巨大,水平变形在挡墙中下部呈鼓胀状;2)沿同一水平高度,圆角形和直角形的水平变形有一个峰值,而折角形的水平变形有两个峰值;3)拐角部位的水平土压力与传统土压力理论不同,水平土压力大的地方水平变形小,竖向土压力沿拐角角平分线方向的分布形式呈单峰值;4)0.3H简化型法则可以较好地适用在加筋土挡墙拐角部位的潜在破裂面分析中。
(2)同一加载位置不同荷载大小时:1)增加荷载会使加筋土挡墙拐角部位的变形量呈指数型增长,直角形的变形量增长速度最快,在竖向变形上折角形增长速度最慢,在水平变形上圆角形增长速度最慢;2)挡墙顶面与挡墙墙面的变形云图随荷载增加逐渐分离且变形差越来越大;3)挡墙的鼓胀变形发生位置随荷载增加向上移动,圆角形和直角形的鼓胀区域分离为两部分,而折角形正好相反;4)施加荷载后潜在破裂面形式从0.3H型变为对数螺旋线形;5)稳定系数随荷载增加呈线性下降,直角形具有最小的稳定系数,圆角形具有最大的稳定系数。
(3)同一荷载大小不同加载位置时:1)随着荷载与挡墙墙面距离的减小,变形量呈指数型增大,稳定系数呈指数型减小;2)荷载距离挡墙墙面的距离存在临界值0.8m,小于该值时,变形量迅速增大,稳定系数迅速减小;3)荷载位置改变会使变形云图重新分布,最大变形位置随荷载移动而移动,鼓胀变形位置随荷载远离墙面会逐渐下移,与此同时最大变形区域从拐角部位向两侧墙面移动。
(1)无外荷载时:1)竖向变形对整体变形的发展影响巨大,水平变形在挡墙中下部呈鼓胀状;2)沿同一水平高度,圆角形和直角形的水平变形有一个峰值,而折角形的水平变形有两个峰值;3)拐角部位的水平土压力与传统土压力理论不同,水平土压力大的地方水平变形小,竖向土压力沿拐角角平分线方向的分布形式呈单峰值;4)0.3H简化型法则可以较好地适用在加筋土挡墙拐角部位的潜在破裂面分析中。
(2)同一加载位置不同荷载大小时:1)增加荷载会使加筋土挡墙拐角部位的变形量呈指数型增长,直角形的变形量增长速度最快,在竖向变形上折角形增长速度最慢,在水平变形上圆角形增长速度最慢;2)挡墙顶面与挡墙墙面的变形云图随荷载增加逐渐分离且变形差越来越大;3)挡墙的鼓胀变形发生位置随荷载增加向上移动,圆角形和直角形的鼓胀区域分离为两部分,而折角形正好相反;4)施加荷载后潜在破裂面形式从0.3H型变为对数螺旋线形;5)稳定系数随荷载增加呈线性下降,直角形具有最小的稳定系数,圆角形具有最大的稳定系数。
(3)同一荷载大小不同加载位置时:1)随着荷载与挡墙墙面距离的减小,变形量呈指数型增大,稳定系数呈指数型减小;2)荷载距离挡墙墙面的距离存在临界值0.8m,小于该值时,变形量迅速增大,稳定系数迅速减小;3)荷载位置改变会使变形云图重新分布,最大变形位置随荷载移动而移动,鼓胀变形位置随荷载远离墙面会逐渐下移,与此同时最大变形区域从拐角部位向两侧墙面移动。