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,480 北京科技大学学报 第30卷 1.50 这一影响产生了性质上的变化，即在自重力的作用 下，整体结构的稳定性始终处于一种自扰动状态， 18 1.00 16 ●a=0° ×0.75 日-a=10° 4 ±-a=20 0.50 a=30 0.25 0.020.040.060.080.100.120.14 s 图4路面动载荷系数波形 2 Fig.4 Wave of vehicle loading coefficient 20 30 2.3计算结果 X向位移mm 2.3.1坡角对挡土墙变形的影响 图5是不同坡角情况下坡间挡土墙墙顶路面的 图6不同坡角情况下坡间挡土墙培面水平变形曲线 Fig.6 Horizontal deformation curve of the retaining wall at differ- 垂直变形，图6是不同坡角情况下坡间挡土墙墙面 ent slope angles 的水平变形.计算结果显示：(1)在坡角α=0°条件 下，挡土墙体的变形以下沉为主，水平变形主要发生 根据不同坡角下结构的破坏场轮廓发现 在墙体边缘；(2)在坡角α=10°条件下，墙体顶部路 (图T):随着坡角的增大，墙体后填土以及边坡回填 基浅部水平变形量略有增加：(3)在坡角α=20°条 土和原坡体接触面附近的塑性区域越来越大；在坡 件下，挡土墙除了外测的垂直变形略有增加外，墙体 角为30°时，边坡中两种性质不同的土体之间的接 内部填土大部分参与了水平变形：(4)在坡角α= 触面几乎全部出现了塑性场；同时，由于墙体的外 30°条件下，挡土墙填土与原始坡体产生明显的相对 倾，回填土的拉伸破坏区域随着坡角的增大也迅速 剪切滑移，墙体的水平变形和垂直变形都明显加剧， 发展，说明随着坡角的增大墙后回填土参与变形的 区域也不断扩大 3结论 从数值模拟结果可以看出，坡间挡土墙无论变 -10 形还是破坏都不是孤立和不变的，坡角变化对坡间 过 **0 挡土墙的变形趋势和变形性质有明显影响，坡角的 -15 ◆-a-0° g-a=10° 变化将引起坡间挡土墙变形破坏从量变到质变的演 -20 ★a=20° 米a=30° 化过程，主要体现在：(1)坡间挡土墙发生破坏的部 -25 位主要集中在路基的浅部和墙体的边墙墙踵两侧， 10 152025 距挡土墙的距离，Lxm 在给定挡土墙和路基力学性质的条件下，当坡角小 于10时，随坡角增大，除墙顶部位的变形与破坏略 图5不同坡角情况下坡间挡土墙在路面的垂直变形曲线 有增大外，其余部位基本不受坡角变化影响，(2)当 Fig.5 Pavement vertical deformation curve of the retaining wall at 坡角大于20°时，坡间挡土墙稳定性同时受到墙体 different slope angles 本身和边坡岩土体强度的影响和控制，随着坡角的 2.3.2坡角对挡土墙破坏状态的影响 增大，公路路基的塑性区域和拉伸破坏区域明显增 从最大不平衡力的变化过程来看，边坡的坡角 大，坡体将出现“边坡滑移”的破坏模式，坡体的潜在 越大，其距离平衡位置越远，并且扰动区间也越来越 滑移则造成了墙体的附加变形，从而使墙体后的回 大，尤其是当坡角达到30°时，结构中最大不平衡力 填土与墙体出现脱离，增加了路基的不稳定性，整个 随着计算时步的增加，不再向平衡位置渐变，而是呈 墙体出现失稳征兆.(3)当坡度角增加到30°左右 现出比较明显的反向变化趋势，这说明随着坡角的 时，沿着两种不同性质土体接触面处的塑性区域不 增大，坡体的自稳定能力明显减弱，因而对整体结构 断扩大，挡土墙体和原始坡体将产生相对错位，构成 的稳定性产生较大的负面影响.当坡角达到30°时， 对挡土墙整体失稳的威胁，图4 路面动载荷系数波形 Fig．4 Wave of vehicle loading coefficient 2∙3 计算结果 2∙3∙1 坡角对挡土墙变形的影响 图5是不同坡角情况下坡间挡土墙墙顶路面的 垂直变形图6是不同坡角情况下坡间挡土墙墙面 的水平变形．计算结果显示：（1）在坡角 α＝0°条件 下挡土墙体的变形以下沉为主水平变形主要发生 在墙体边缘；（2）在坡角 α＝10°条件下墙体顶部路 基浅部水平变形量略有增加；（3）在坡角 α＝20°条 件下挡土墙除了外测的垂直变形略有增加外墙体 内部填土大部分参与了水平变形；（4）在坡角 α＝ 30°条件下挡土墙填土与原始坡体产生明显的相对 剪切滑移墙体的水平变形和垂直变形都明显加剧． 图5 不同坡角情况下坡间挡土墙在路面的垂直变形曲线 Fig．5 Pavement vertical deformation curve of the retaining wall at different slope angles 2∙3∙2 坡角对挡土墙破坏状态的影响 从最大不平衡力的变化过程来看边坡的坡角 越大其距离平衡位置越远并且扰动区间也越来越 大．尤其是当坡角达到30°时结构中最大不平衡力 随着计算时步的增加不再向平衡位置渐变而是呈 现出比较明显的反向变化趋势．这说明随着坡角的 增大坡体的自稳定能力明显减弱因而对整体结构 的稳定性产生较大的负面影响．当坡角达到30°时 这一影响产生了性质上的变化即在自重力的作用 下整体结构的稳定性始终处于一种自扰动状态． 图6 不同坡角情况下坡间挡土墙墙面水平变形曲线 Fig．6 Horizontal deformation curve of the retaining wall at different slope angles 根 据 不 同 坡 角 下 结 构 的 破 坏 场 轮 廓 发 现 （图7）：随着坡角的增大墙体后填土以及边坡回填 土和原坡体接触面附近的塑性区域越来越大；在坡 角为30°时边坡中两种性质不同的土体之间的接 触面几乎全部出现了塑性场；同时由于墙体的外 倾回填土的拉伸破坏区域随着坡角的增大也迅速 发展说明随着坡角的增大墙后回填土参与变形的 区域也不断扩大． 3 结论 从数值模拟结果可以看出坡间挡土墙无论变 形还是破坏都不是孤立和不变的坡角变化对坡间 挡土墙的变形趋势和变形性质有明显影响．坡角的 变化将引起坡间挡土墙变形破坏从量变到质变的演 化过程主要体现在：（1）坡间挡土墙发生破坏的部 位主要集中在路基的浅部和墙体的边墙墙踵两侧． 在给定挡土墙和路基力学性质的条件下当坡角小 于10°时随坡角增大除墙顶部位的变形与破坏略 有增大外其余部位基本不受坡角变化影响．（2）当 坡角大于20°时坡间挡土墙稳定性同时受到墙体 本身和边坡岩土体强度的影响和控制．随着坡角的 增大公路路基的塑性区域和拉伸破坏区域明显增 大坡体将出现“边坡滑移”的破坏模式坡体的潜在 滑移则造成了墙体的附加变形从而使墙体后的回 填土与墙体出现脱离增加了路基的不稳定性整个 墙体出现失稳征兆．（3）当坡度角增加到30°左右 时沿着两种不同性质土体接触面处的塑性区域不 断扩大挡土墙体和原始坡体将产生相对错位构成 对挡土墙整体失稳的威胁． ·480· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷