D0I:10.13374/1.issnl00103.2008.05.018 第30卷第5期 北京科技大学学报 Vol.30 No.5 2008年5月 Journal of University of Science and Technology Beijing May 2008 坡角对坡间挡土墙稳定性影响的数值模拟分析 金爱兵高永涛王金安 北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 摘要以205国道某坡间挡土墙为例，运用数值模拟方法，对车辆荷载作用下坡角对挡土墙稳定性的影响进行了分析·结 果表明，坡角对挡土墙变形破坏具有非常敏感的影响，随着坡角的增加，挡土墙水平变形量增加，塑性区范围扩大，而且坡面 滑移造成墙体附加变形.因此，坡间挡土墙的建造应充分考虑边坡坡角的影响，对路基、墙体和坡体实施有针对性的整体加固 方案. 关键词坡间挡土墙：坡角：稳定性：数值模拟 分类号U417.1+1 Analysis of slope angle effect on the stability of a retaining wall on slope by nu- merical simulation method JIN Aibing,GAO Yongtao,WANG Jinan School of Civil and Environmental Engineering University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACT According to a retaining wall failure instance on 205 National Road in Shandong Province of China,the numerical sim- ulation method was used to analyze the effect of slope angle on the retaining wall stability under vehicle loading.The results show that slope angle can sensitively influence the whole stability of the retaining wall.The horizontal deformation and plasticity scale of the re- taining wall increase with increasing slope angle,and the slippage of the slope can result in additional deformation of the retaining wall.During the construction of the retaining wall on a slope,the effect of slope angle should be considered to determine the whole re- inforcement scheme for roadbed,wall.and slope body. KEY WORDS retaining wall on slope:slope angle:stability:numerical simulation 采用挡土墙作为高填方路基段的支挡结构是公 好，墙体支挡能力不够，路面荷载过大而引起墙体本 路及铁路建设中常见的结构形式，诸如加筋土挡土 身的失稳.(2)间接失稳，指由于坡体滑移导致的 墙、重力式挡土墙、锚定板挡土墙等]，挡土墙具 墙体基础外移，诱发整个墙体倾覆的严重工程事故， 有结构简单、占地少、施工方便和造价低等诸多优 这是挡土墙事故中最严重的情形. 点]；但在其投入使用一段时间以后，由于原填方 1工程实例 不实，尤其是交通量增大等原因，各类挡土墙时常出 现不同程度的失稳现象，坡间挡土墙是所有挡土墙 205国道某立交桥挡土墙属片石混凝土重力式 结构形式中难度最大、结构最复杂，也是最易失稳的 挡土墙，挡土墙的基础坐落在土坡上（图1），墙后填 结构形式，所谓坡间挡土墙是指半填半挖段的路基 土为粘性土含少量的砂（体积分数约为5%） 挡土墙，一般位于自然边坡的坡面上·它主要有两 由于原始岩土坡体和填方土体之间在物理和力 种失稳类型：(1)单纯失稳.指由于填方质量不 学性能方面的差异，两种介质交界面处将存在应力 和变形的不连续性，坡间挡土墙的力学行为将随边 收稿日期：2007-03-29修回日期.2007-06-29 坡角度的变化而变化，本文分别对坡角a=0,10, 作者简介：金爱兵(1974一)男，副教授，博士， 20,30°时坡间挡土墙的变形与破坏性态进行模拟 E-mail:jinaibing @vip.sina.com 分析·坡角对坡间挡土墙稳定性影响的数值模拟分析 金爱兵 高永涛 王金安 北京科技大学土木与环境工程学院‚北京100083 摘 要 以205国道某坡间挡土墙为例‚运用数值模拟方法‚对车辆荷载作用下坡角对挡土墙稳定性的影响进行了分析．结 果表明‚坡角对挡土墙变形破坏具有非常敏感的影响．随着坡角的增加‚挡土墙水平变形量增加‚塑性区范围扩大‚而且坡面 滑移造成墙体附加变形．因此‚坡间挡土墙的建造应充分考虑边坡坡角的影响‚对路基、墙体和坡体实施有针对性的整体加固 方案． 关键词 坡间挡土墙；坡角；稳定性；数值模拟 分类号 U417∙1＋1 Analysis of slope angle effect on the stability of a retaining wall on slope by nu￾merical simulation method JIN Aibing‚GA O Yongtao‚W A NG Jinan School of Civil and Environmental Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT According to a retaining wall failure instance on205National Road in Shandong Province of China‚the numerical sim￾ulation method was used to analyze the effect of slope angle on the retaining wall stability under vehicle loading．T he results show that slope angle can sensitively influence the whole stability of the retaining wall．T he horizontal deformation and plasticity scale of the re￾taining wall increase with increasing slope angle‚and the slippage of the slope can result in additional deformation of the retaining wall．During the construction of the retaining wall on a slope‚the effect of slope angle should be considered to determine the whole re￾inforcement scheme for roadbed‚wall‚and slope body． KEY WORDS retaining wall on slope；slope angle；stability；numerical simulation 收稿日期：2007-03-29 修回日期：2007-06-29 作者简介：金爱兵（1974—）‚男‚副教授‚博士‚ E-mail：jinaibing＠vip．sina．com 采用挡土墙作为高填方路基段的支挡结构是公 路及铁路建设中常见的结构形式‚诸如加筋土挡土 墙、重力式挡土墙、锚定板挡土墙等［1—2］．挡土墙具 有结构简单、占地少、施工方便和造价低等诸多优 点［3］；但在其投入使用一段时间以后‚由于原填方 不实‚尤其是交通量增大等原因‚各类挡土墙时常出 现不同程度的失稳现象．坡间挡土墙是所有挡土墙 结构形式中难度最大、结构最复杂‚也是最易失稳的 结构形式．所谓坡间挡土墙是指半填半挖段的路基 挡土墙‚一般位于自然边坡的坡面上．它主要有两 种失稳类型［4］：（1）单纯失稳．指由于填方质量不 好‚墙体支挡能力不够‚路面荷载过大而引起墙体本 身的失稳．（2）间接失稳．指由于坡体滑移导致的 墙体基础外移‚诱发整个墙体倾覆的严重工程事故‚ 这是挡土墙事故中最严重的情形． 1 工程实例 205国道某立交桥挡土墙属片石混凝土重力式 挡土墙‚挡土墙的基础坐落在土坡上（图1）‚墙后填 土为粘性土含少量的砂（体积分数约为5％）． 由于原始岩土坡体和填方土体之间在物理和力 学性能方面的差异‚两种介质交界面处将存在应力 和变形的不连续性．坡间挡土墙的力学行为将随边 坡角度的变化而变化．本文分别对坡角 α＝0‚10‚ 20‚30°时坡间挡土墙的变形与破坏性态进行模拟 分析． 第30卷 第5期 2008年 5月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．5 May2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．05．018