王德玲 (长江大学城市建设学院,湖北荆州434023)

沈疆海 (长江大学计算机科学学院,湖北荆州434023)

挡土墙广泛应用于房屋建筑、铁路、公路、水利、港湾等工程,其用途在于支挡墙后土体,防止土体发生坍塌和滑移。文献 [1～3]提出在挡土墙与其后填土之间添加聚苯乙烯泡沫(Expanded Polystyrene,EPS)塑料以减少挡土墙上动力荷载。聚苯乙烯泡沫塑料是在聚苯乙烯 (PS)中加入发泡剂,同时加热进行软化,产生气体,形成一种硬质闭孔结构的泡沫塑料。均匀的、封闭的空腔结构使EPS具有轻质、高强、较强的化学稳定性和水稳定性、良好的力学性能且施工方便简单等优点。EPS泡沫塑料因压缩性大可以在土工中起减震作用。Andrew[2]和Bathurst等[3]在实验室采用振动试验台进行缩小比例的挡土墙振动试验,验证了压缩性EPS土工泡沫板可以减小墙背所受侧向荷载的假设。下面,笔者采用有限元计算软件ABAQUS数值模拟该振动台试验。

1 EPS挡土墙振动台试验

振动台尺寸2.7m×2.7m,水平方向驱动。挡土墙模型建在一刚性树脂玻璃箱内,墙为高1m、宽1.4m的刚性铅板,背后的无粘性填土延伸长2.0m。填土高1m,每0.2m一层,共5层,每层用频率为 9Hz、峰值为 0.1g(g为重力加速度)的加速度波振动压实90s。箱壁内面覆盖聚乙烯薄膜以减少摩擦,保证试验模型的平面应变边界条件。150mm厚的EPS缓冲层设在刚性墙与填土之间,采用3种不同密度和弹性模量的EPS土工泡沫板。试验装置图如图1。振动台用阶跃幅值正弦加速度波沿水平横切面方向激励。每阶加速度幅值递增0.05g,持时5s。加速度波的频率5Hz,峰值加速度为0.8～0.9g。……