加筋挡土墙稳定性的有限元分析
浅谈有限元计算土工格栅挡墙的稳定性
浅谈有限元计算土工格栅挡墙的稳定性我国目前处于基建大潮当中，随着基建的深入开展，各种复杂地形、诸多受限条件，探索多种实用性挡墙结构较为迫切，加筋式挡土墙是利用加筋技术修建的一种支挡结构物，加筋土是一种在土中加入拉筋的复合土，它利用拉筋与土间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程性能，从而达到稳定土体的目的。
加筋土以其技术上的优越性、较为显著的经济性和广泛的实用性，越来越值得工程行业所重视。
本文就此前提，利用有限元法对加筋土挡墙的稳定性进行分析，所采用计算软件为Midas/GTS NX数值分析软件。
1有限元设计方法及原理有限元法是六七十年代发展起来的一种使用的数值分析方法，但当时并未流行使用，伴随数值模拟理论的成熟与计算机的广泛应用而被工程界日益重视与发展。
在实际工程领域中，研究对象的几何形状不规则，材料绝大部分为非均质、非线性。
有限元法把一个结构看成由有限个单元通过节点连接起来的整体，除去边界上被固定的节点外，对可以产生位移的各个节点，利用平衡条件求出它们的位移，然后通过节点位移求解各单元内力，因此有限元法在工程设计和研究中可以使许多复杂的工程分析问题迎刃而解。
1.1、土体本构关系：土体的本构关系即应力-应变的关系，是土体形状与土的物理力学性质的综合反映，通过一定的数学表达式来体现所发现的土体变形特性，关于土体材料强度理论有很多种，不同的理论适用于不同的材料。
通常认为，摩尔-库伦理论最适合土体情况，摩尔-库伦强度理论认为材料破坏是剪切破坏，在破坏面上的剪应力是法向应力的函数：=砂土的抗剪强度与作用在剪切面上的法向压力成正比，比例系数即为内摩擦系数。
粘性土的抗剪强度与砂土的抗剪强度增加一项土的粘聚力。
即：砂土：=粘性土：=由上述所得公式推导其极限平衡状态服从一下破坏准则[1]：1.2、加筋材与土体接触界面模拟土工格栅与土体接触面上，有可能因相对变形而产生滑移，或在接触面附近发生剪切破坏，但脱离周围土体的情况几乎不可能发生故本次采用Goodman接触单元模拟。
超高加筋土挡墙有限元方法计算分析
ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｇ ｅ ｏ ｇ ｒ ｉ ｄ — ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ｒ ｅ ｔ ａ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄ ｓ ｏ ｍ ｅ ｓ ａ ｔ ｉ ｓ ｉ ｆ ｅ ｄ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｎ ｅ ｗ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｃ ａ ｎ ａ ｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｊ ｕ ｄ ｇ ｅ ｔ ｈ ｅ ｇ ｅ ｏ ｇ ｒ ｉ ｄ —
摘
要： 在现行计算方法 中 ， 通常都采用极限平衡法设计加筋土挡墙 。近年来 ， 国内外岩土工 程技术人员做 了不少
的工作 ， 传统 的算法 已有 了很大 的进展 ， 但仍有许多不完善 的地方 。文 中利用 Ｐ ｌ ａ ｘ ｉ ｓ 有 限元 软件 首先确定 了破裂面 与安全系数 ， 分析 了土工格栅加筋土 挡墙稳 定性 的各种 影 响因素 。并将 有 限元 强度 折减 法用 于加筋 土挡墙 的设
第３ ９卷
第 ２期
四川建筑科学研究
Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ １ ８ ５
２ ０ １ ３年 ４月
超高加 筋土挡墙有限元方法计算分析
挡土墙稳定性分析及设计优化
挡土墙稳定性分析及设计优化挡土墙是一种常见的土木工程结构，用于抵御土壤侧压力和防止土体滑动。
在土木工程中，挡土墙常被用于道路、桥梁、水坝等建设中，它的稳定性对工程的安全性和持久性有着重要的影响。
本文将对挡土墙的稳定性进行分析，并提出设计优化的建议。
I. 挡土墙稳定性分析1. 土体力学参数的确定：首先需要确定所使用土体的物理性质和力学参数，包括侧压系数、内摩擦角、均匀角度、弹性模量等。
2. 基本假设：在稳定性分析中，通常采用的假设包括弹性平衡假设、摩擦耗散角假设、等效摩擦角假设等。
3. 稳定性计算方法：常用的挡土墙稳定性计算方法包括平衡法、极限平衡法、弹性平衡法和有限元法等。
可根据实际情况选择适合的计算方法进行分析。
4. 设计荷载的确定：需要根据实际情况确定挡土墙所承受的荷载，包括活动土压力、地震荷载、水平荷载等。
II. 挡土墙设计优化1. 墙体结构设计：挡土墙的墙体结构设计要求满足一定的稳定性和强度要求，可以通过增加墙体厚度、设置加筋等方式来提高墙体的稳定性。
2. 土壤改良技术：可以采用土壤改良技术来提高土体的抗侧压力和抗滑动能力，常见的土壤改良方法包括排水改良、加固墙底等。
3. 排水系统设计：挡土墙的排水系统对于减小土体孔隙水压力和提高稳定性至关重要，需合理设计并确保排水通畅。
4. 底部稳定性设计：挡土墙底部的稳定性至关重要，可以通过加厚墙底、设置锚杆或渗流网等方式来提高底部稳定性。
5. 断面优化设计：通过优化挡土墙的断面形状，可以降低墙体的倾覆和滑动风险，提高整体的稳定性。
III. 结论通过对挡土墙稳定性的分析与设计优化，可以提高工程的安全性和持久性，减小土体失稳的风险。
在实际设计中，应根据具体情况选择合适的分析方法和优化措施，并进行必要的监测和维护工作。
土木工程师在设计挡土墙时应充分考虑土体力学参数、设计荷载和结构设计等因素，以确保挡土墙的稳定性。
基于有限元分析的挡土墙稳定性评估与优化设计
基于有限元分析的挡土墙稳定性评估与优化设计挡土墙是土木工程中常用的一种结构，用于抵抗土体的侧压力，保持土体的稳定。
挡土墙的稳定性评估与优化设计是一项重要的工作，可以确保挡土墙在正常使用条件下不发生倒塌事故，并能满足建设需求。
在进行挡土墙稳定性评估与优化设计时，有限元分析是一种常用的方法。
有限元分析是一种数值计算方法，通过将复杂连续介质问题离散化为有限个单元，建立离散的数学模型，并利用计算机进行求解。
通过有限元分析，可以对挡土墙的受力和变形进行准确的模拟和计算，为稳定性评估提供可靠的依据。
在进行稳定性评估时，首先需要确定挡土墙所受力的边界条件。
这包括土体的侧压力、挡土墙的重力、附加荷载等。
通过有限元分析，可以将这些力的作用效果准确地模拟出来，并计算出挡土墙在不同工况下的受力情况。
根据计算结果，可以判断挡土墙的稳定性，并进行相应的优化设计。
在评估挡土墙的稳定性时，主要考虑以下几个方面：1. 滑动稳定性评估：滑动是挡土墙最常见的破坏形式之一。
通过有限元分析，可以计算挡土墙和土体之间的剪应力分布，并评估挡土墙的滑动稳定性。
如果滑动安全系数小于1，即表示滑动破坏的可能性较大，需要进行相应的优化设计。
2. 翻转稳定性评估：翻转是挡土墙另一种常见的破坏形式。
通过有限元分析，可以计算挡土墙的倾覆转矩，并评估挡土墙的翻转稳定性。
如果倾覆转矩大于挡土墙的抗倾覆转矩，即表示翻转破坏的可能性较大，需要进行相应的优化设计。
3. 应力和变形分析：挡土墙的稳定性评估还需要考虑挡土墙和土体的应力和变形情况。
通过有限元分析，可以计算挡土墙和土体的应力和变形分布，并评估挡土墙的变形与破坏情况。
如果挡土墙变形较大或应力超过允许值，需要进行相应的优化设计。
基于有限元分析的挡土墙稳定性评估与优化设计是一项复杂而重要的工作。
在进行评估时，需要准确模拟挡土墙及其周围土体的力学行为，并结合结构的受力性能和变形特点进行综合分析。
通过合理的优化设计，可以提高挡土墙的稳定性，确保工程的安全运行。
土工格栅加筋挡土墙拉筋应变的实测与有限元分析
文章编号:1005-0574-(2008)03-0004-03土工格栅加筋挡土墙拉筋应变的实测与有限元分析孙吉书1, 杨春风1, 窦远明1, 郝舒微2(1 河北工业大学土木工程学院,天津300401; 2 河北省邢台市高速公路管理处)摘 要:结合实际工程的建设,实测了土工格栅加筋挡土墙不同填土高度时的拉筋应变;同时,应用AD INA非线性有限元软件,对土工格栅加筋挡土墙的拉筋应变进行了有限元数值计算与分析。
结果表明:有限元计算值与实测结果相一致,证明了AD INA有限元方法的合理性与可靠性,为土工格栅加筋挡土墙的设计、理论分析与工程应用提供了依据。
关键词:土工格栅;加筋挡土墙;有限元法;应变中图分类号:U417 1+15 文献标识码:AAbstrac t:The stra i ns of tensile bars i n t he re i nforced ea rt h reta i ning wa lls w ith geogr i d a t d ifferent fill he i ghtw ere m eas u red du ri ng the constructi on o f pro jects,w hil e calculati on and ana l ysis on these stra i ns w ere m ade w ith non linear fi n ite e le m ent AD I NA soft w are.T he resu lts ind i cate t hat the ca lcu l a ted va l ue i s consistent w it h t he m easured results and AD I NA m ethod is reasonab le and re liab le,t hus prov i d i ng a basis for design,theo re tic ana l y si s and eng i neeri ng app licati on.K ey word s:geogr i d;re i nforced earth reta i n i ng w a l;l fi n ite ele m ent me t hod;strain自20世纪60年代初,法国工程师维达尔(V i d al)提出加筋土专利技术以来,加筋土技术以其优良的工程性能得到了世界各国的普遍重视[1],在岩土工程中得到更为广泛的应用。
挡土墙稳定性分析与安全评估
挡土墙稳定性分析与安全评估1. 介绍挡土墙的定义与分类挡土墙是一种用于抵抗土体侧向压力的结构物，通常由土体和加筋材料组成。
根据不同的材料和结构形式，挡土墙可以分为重力式挡土墙、加筋挡土墙、混凝土挡土墙等。
2. 挡土墙的稳定性分析方法2.1 土体参数测试与收集在进行挡土墙稳定性分析之前，首先需要进行土体参数的测试与收集。
包括土壤类型、土壤比重、内摩擦角、黏聚力等参数，这些参数将作为后续稳定性分析的重要依据。
2.2 假定与边界条件的确定在进行挡土墙稳定性分析之前，需要假定一些条件，如土体的极限强度，并确定边界条件，如土体的外界荷载等。
这些条件将对挡土墙的稳定性评估产生重要影响。
2.3 初步稳定性分析初步稳定性分析是指对挡土墙在不考虑剪切破坏和渗流的情况下进行稳定性评估。
主要通过平衡方程来评估挡土墙的潜在倾覆、倾斜和滑动等情况。
2.4 剪切破坏分析剪切破坏分析是指对挡土墙在考虑土体内部剪切破坏的情况下进行稳定性评估。
主要通过各向异性塑性模型和强度准则等方法来评估挡土墙的剪切破坏情况。
2.5 渗流分析渗流分析是指对挡土墙在考虑土体内部渗流对稳定性的影响进行评估。
主要通过渗流方程和边界条件来模拟挡土墙的渗流状况，从而评估挡土墙的稳定性。
3. 挡土墙的安全评估方法3.1 极限平衡法极限平衡法是挡土墙安全评估的一种常用方法，主要通过平衡方程、最大倾覆力和最大滑动力等来评估挡土墙的安全系数。
根据计算结果，可以判断挡土墙的稳定性程度。
3.2 有限元法有限元法是一种更加精确的挡土墙安全评估方法，可以考虑土体的非线性特性和复杂边界条件。
通过建立挡土墙的有限元模型，可以模拟挡土墙在不同工况下的变形和承载性能，从而评估其安全性。
3.3 历史资料分析历史资料分析是根据挡土墙的使用年限和使用情况，对挡土墙的安全性进行评估。
通过分析挡土墙的维护记录、维修情况和总体使用情况，可以判断挡土墙的安全性。
4. 挡土墙的安全评估指标4.1 安全系数安全系数是评估挡土墙稳定性的重要指标，它表示挡土墙所能承受的荷载与其破坏荷载之间的比值。
加筋挡土墙在地震作用下的数值分析
加筋挡土墙在地震作用下的数值分析
首先，本文将利用有限元方法对加筋挡土墙进行模拟分析。
采用PISA 2D模型分析软
件对挡土墙进行建模，设定地震波荷载，建立地震作用下挡土墙的受力分析模型。
按照国
家相关规定和地震分级标准，选取合适的地震荷载分别进行分析。
其次，本文将探究加筋挡土墙在地震作用下的动力特性。
挡土墙在地震荷载下受到的
作用力将导致其发生振动，因此需要分析挡土墙的固有频率和振动模态。
我们可以通过模
态分析确定挡土墙的固有频率和振型，并且确定其自然频率与地震频率之间的关系。
通过
对挡土墙动力特性进行分析，可以更好地预测地震作用下挡土墙的响应。
最后，本文将进行加筋挡土墙在地震作用下的稳定性分析。
以挡土墙发生翻倒为判据，采用有限元软件求解挡土墙的受力分布情况，包括挡土墙的抗滑承载力和抗翻倒承载力。
同时，根据挡土墙的倾斜角度和应力分布等因素，评估挡土墙的稳定性并提出相应的改进
措施。
总之，加筋挡土墙在地震作用下的稳定性是一个复杂的问题。
本文将通过数值分析探
究其动态特性和稳定性，为挡土墙设计和改进提供一定的参考依据。
基于有限元方法的挡土墙稳定性评估与设计优化
基于有限元方法的挡土墙稳定性评估与设计优化挡土墙是土木工程中常见的结构体系，用于抵抗土壤的压力，以保持土体的稳定和防止滑移、倾覆等不稳定现象的发生。
在挡土墙的设计过程中，稳定性评估与设计优化是非常重要的一环。
本文将基于有限元方法，详细介绍挡土墙的稳定性评估与设计优化的内容。
首先，我们将介绍挡土墙的背景和基本概念。
挡土墙是一种垂直于地面的结构，通常由土体、挡墙、墙脚、排水设施等组成。
其主要功能是抵抗土壤的水平压力，以防止土体的滑移和侧向移动。
挡土墙的稳定性评估是为了确定其是否能承受土壤压力，并确保其在设计寿命内不会发生不稳定现象。
然后，我们将介绍有限元方法在挡土墙稳定性评估中的应用。
有限元方法是一种数值计算方法，通过将挡土墙划分为许多小的有限元单元，来模拟挡土墙在不同荷载条件下的变形和应力分布。
通过对有限元模型进行荷载施加和边界条件设定，可以计算出挡土墙的位移、应力等相关参数，以评估其稳定性。
接着，我们将介绍挡土墙稳定性评估所需考虑的主要因素。
在进行挡土墙稳定性评估时，需要考虑土壤的力学性质、挡土墙的几何形状、荷载条件以及边界条件等因素。
其中，土壤的力学性质是进行有限元分析的基础，包括土壤的抗剪强度、压缩模量等参数。
挡土墙的几何形状对其受力性能和变形特性有很大影响，因此需要合理选择挡墙的高度、倾角等参数。
荷载条件是指外部对挡土墙施加的荷载，例如土壤的水平压力、地震荷载等。
边界条件是指挡土墙与周围环境的相互作用和限制关系，例如土体的支撑条件、排水设施的设置等。
在挡土墙稳定性评估的基础上，我们将介绍挡土墙的设计优化方法。
挡土墙的设计目标是在满足稳定性要求的基础上，尽可能减小工程造价。
在设计优化过程中，可以通过调整挡墙的几何形状、土壤的力学性质、荷载条件等因素，以寻求最优解。
设计优化的主要方法包括参数敏感性分析、多目标优化等，将挡土墙的设计问题转化为数学模型，并通过计算机程序进行求解。
最后，我们将介绍一些基于有限元方法的挡土墙稳定性评估与设计优化的实例和应用。
土工格栅加筋土挡墙变形有限元分析
抗剪强度 。 当超过抗剪强度时， 残留剪切模量将被用于计算单 ４ ． ２挡墙 填料
元刚度。当 Ｇ ｏ ｏ ｍａ ｄ ｎ 单 元 承 受 拉应 力 时 ，水 平 刚度 与剪 切 冈
用下不同材料产生相对错动滑 移、脱离接触 以及周期性张开
经分析可得出：
与闭合。为了有效的模拟接触面性 态，必须在接触面上设置
接触单元一 Ｇ ｏ ｏ ｄ ｍａ ｎ单 元 。
（ １ ） 格栅长度 ８ ｍ 相对 于 ４ ｍ， ６ ｍ， 挡墙的水平位移得到 了
明显 控 制 ， 起 到 了预 期 的 加 筋 效 果 。
性， 即材 料产 生不可恢复的塑性变形， 其应 力应 变关系 由塑性 Ｍｉ ｄ ａ ｓ ／ ＧＴ Ｓ程序 是 由 Ｐ ＯＳ Ｃ Ｏ 公司开发 的针对岩土工程 理论 中的增量法求解 。 岩土材料应力． 应变关 系可分为三种类 领 域 有 限元 软件 。程 序 界 面 简 洁 ， 拥 有 强 大前 、 后 处 理 功 能 与 型 ： 理想 弹 塑 性 、 应变硬化与应变软化 ， 如图 １ 所示 。
Ｍｉ ｄ ａ ｓ ／ Ｇ Ｔ Ｓ对其 变形特性进行分析。 关键词： 有限元 值模拟 分析 中图分类号： Ｕ ４ １ ６ ｌ Ｍｉ ｄ ａ Ｓ ／ Ｇ Ｔ Ｓ简介 文献标识码 ： Ａ 文章编号： １ ０ ０ ７ ． ３ ９ ７ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ０ １ ． ０ １ １ － ０ ２
ＭＩ Ｄ ＡＳ ／ ＧＴ Ｓ 程序 中设置了特有的土工格栅单元 ， 可方便 的对其进行应力与变形分析 。假设格栅单元所 受应 力均匀分
基于强度折减法的加筋土挡墙稳定性数值分析
基于强度折减法的加筋土挡墙稳定性数值分析摘要：利用FLAC3D软件分别对不同的填土参数及筋土界面参数等情况进行加筋土挡墙有限差分强度折减计算，分析得出不同情况下加筋土挡墙的安全系数。
计算表明，有限差分强度折减法可计算加筋土体内部的破裂面与稳定安全系数，可以为加筋土档墙的设计提供依据。
关键词：安全系数；挡土墙；强度折减；FLAC3DAbstract: using software to different FLAC3D respectively the filled soil parameters and muscle interface status of soil parameters of the retaining wall finite difference strength reduction calculation, analysis under different conditions the safety factor of the retaining wall. Calculations suggest that, finite difference strength reduction can be used to calculate the fracture surface reinforced body internal security and stability coefficient, can file for the design of reinforced wall provides the basis.Key words: safety coefficient; Retaining wall; Strength reduction; FLAC3D1、引言加筋土挡墙因具有良好的抗变形能力和抵抗地震动的能力而广泛的应用于土木工程领域，与以往笨重的混凝土重力挡墙相比还具有良好的经济效益，特别是对于高挡墙来说。
加筋土挡墙的有限元分析
关专家鉴定为险闸， 启闭设备老化 ， 孔 ６ 门支撑梁断裂。周庄闸 、 殷庄闸损坏更
４ 成灾补偿和 灾后 重建的社会 保 、 利 民河 流域多年来旱 灾问题 比较
闸门都有不 同程度的损坏： 钢筋外露闸 障机制尚未建立
，
加强对建 筑物 的检查 和维护工 作 确保设备 良好 ， 运转正常。每年汛前应
大 力 宣 传 和 认 真 贯彻 执 行 《 水
法》 《 、 防洪法 》 《 、 防汛 条例 》 《 道管 、河 理 条例 》 大 坝安全 管理 条例 》 和《 等法
洪工程体系没达到规划标 准。
的 防 洪 能 力
鉴 于 近 几 年 高 洪水 位 的实 际 情 规 ， 依法 防洪 。提高全 民的防洪意识 。 增 强 其 抗洪 能力 和 洪水 调 度 的灵 活 同时牢固树立防洪 、 抗灾 的思想意识 ，
３提 高 全 民 防洪 除 涝 意 识 、
低； 桥涵 年久 失修 ， 灾损毁 ， 成多 建的防洪社会保障机制尚未建立 。 水 形 处 危桥 险桥废桥。河道堤防毁坏严重 ，
防洪标 准较低 ， 形成 多处险工险段。防 三、 几点建议 ．
１ 采取 工程 措 施 ， 高 防洪 标 准 、 提
土结构 中， 由填土 自重产生的土压力作用于墙面板， 通过墙
原 有蓄水坑 塘被 占用 ， 蓄水 量减 少 ， 调 决 策 系统 节 能力降低 ； 防防洪标准低 ， 少排 堤 缺 没能充分发挥效 益。
二 、 在 的 主 要 问题 存 １ 防 洪 安 全 缺 乏 有效 保 障 、
近几年 ，在 流域 洪水调度 方面做 利 民河相 连 ， 遇洪 水 ， 产生倒 灌 ， 每 都 度 中发挥 了有效 的减 灾作用 ，但 尚不 口处需 建涵闸 ， 中小沟配套桥 涵 ， 为适 能适 应 流域 防洪 调度现 代化 的需 要 ， 应 未来经 济发 展 桥面 宽度适 当增 加 。 应进 一步完善雨水情 信息采集 和处理 利 民河流 域现有殷庄 闸 ， 口闸 、 庄 固 周
加筋土的有限元数值分析方法
加筋土的有限元数值分析方法摘要：随着计算机技术的发展，以有限元法为代表的数值分析法越来越得到许多专家学者的认可。
与极限平衡法相比，数值分析法可以提供受荷土体的应力场和位移场，在计算中考虑土体的非均匀和非线性、土性随时间的变化、施工程序和荷载变化，因而计算成果可反映从施工开始到运行期间土体性质变化的全过程。
关键词：加筋土数值分析近年来对土与加筋材料本构关系研究的日益深入，数值分析法的发展也很快，尤其是对于比较重要的或对变形有严格要求的建筑物，常常用数值分析法进行核算。
1.加筋土体看成宏观上均匀的复合材料这种方法的思路是把土和筋材组成的加筋土复合体看成宏观上均匀的复合材料，土与土工合成材料的相互作用表现为内力而不对其进行具体的应力分析。
该方法使加筋土体的计算变得相对简单，计算工作量较少，而且对计算机的要求相对较低，因而，最初对加筋土结构进行分析计算一般都采用此方法。
乐翠英[1]在分析加筋地基时，假设土与筋材组成横观各向同性材料，土与筋材均为线弹性体，以此推导得到加筋复合体的应力—应变关系表达式，并运用于有限元计算中；Romstad等[2]忽略各向异性材料的应力祸合效应，通过推导得出加筋复合体的应力一应变关系，并用于有限元的计算。
利用筋土复合模型，可以考虑到筋、土复合体的复杂性，其刚度矩阵计算和方法求解都能够反映其组合特性，而且它的各向异性复合材料特性能够得到体现。
2.筋—土分离式的有限元分析法该种方法的思路是把土体和筋材分开考虑，在二者间插入界面反应单元，分别考虑土体、格栅及二者接触面的应力应变关系，建立结构的连续方程统一求解。
由于此方法能分析结构内部材料边界的相互应力-应变关系，因此，在针对复杂的组合结构进行有限元数值模拟时，为了分析不同性质物体间的相互作用特性，这种方法得到广泛的推广应用。
土工格栅加筋土挡墙的计算模型有很多，一般土单元可根据实际情况选取非线性弹性、弹塑性模型及粘弹塑性模型[3]；假设筋材只能承受轴向拉力，可用杆单元来模拟，也可考虑用折线形或多项式函数来模拟筋材拉伸时的非线性特征。
加筋土挡墙的稳定性分析
加筋土挡墙的稳定性分析摘要：加筋土挡墙目前已被广泛应用于路堤和路基补强、边坡稳固、码头堆场等各项工程中，但是总的来说，加筋土工程一直是实践先与理论，经验先于技术。
随着加筋土挡墙技术在工程领域的快速发展，相应的加筋土挡墙的稳定性理论研究和试验也在不断的发展。
对我国加筋土挡墙的稳定性研究进行了简要的回顾，包括加筋土挡墙的稳定性和地震作用下的加筋土挡墙稳定性两个方面。
1、引言在土工中铺设抗拉性能较好的拉筋材料而使整个土工系统的力学性能得到改善的土工加固方法叫做土工加筋技术。
随着加筋土技术的迅猛发展，加筋土结构凭借其经济性、实用性的优点，得到了广泛的应用。
加筋土挡墙造价低廉、承受力要求低、外形美观，在工程应用中受到了青睐。
国内外研究者对加筋土挡墙的稳定性分析方法进行了研究，提出了多种分析方法，如极限平衡法、能量法、位移法、K刚度法、滑移场法、数值计算法等。
加筋土挡墙的稳定性分析包括内部稳定性分析和外部稳定性分析两部分。
总之，加筋土挡墙的稳定性验算还没有一套统一的计算设计理论，需要将多种理论的验算相互结合，相辅相成，在设计过程中互相对照使用。
2、加筋土挡墙的稳定性分析陈建峰[1]等对加筋土挡墙进行了数值模拟。
通过模拟计算得到的挡墙和地基内的沉降、水平位移、土压力和土工格栅轴向应变值与实测值基本吻合;在软土地基上，加筋土挡墙的稳定系数与筋材的加长长度和筋材层数的关系曲线，对于软土地基上的加筋土挡墙稳定研究具有重要的指导意义。
王旭[2]等在计算超高加筋土挡墙时也采用了有限元强度折减法。
通过对同一工况下采用了现有规范的设计方法和有限元折减法进行计算。
通过相互比较分析发现有限元强度折减法计算的超高加筋土挡墙的稳定性，相比于传统的规范设计方法，能够在很大程度上提高加筋土体的稳定性，增大设计的安全性与可靠性，并且同时能够降低工程费用。
同时发现，现行规范中的极限平衡法在计算超高挡墙时，按照规范方法计算整体稳定性时偏于安全，但在筋材强度方面偏于危险，在实际施工中应注意调整。
塑料土工格栅加筋土挡墙动力有限元分析
塑料土工格栅加筋土挡墙动力有限元分析一、本文概述随着工程技术的不断发展，土工格栅作为一种新型的土木工程材料，在加筋土挡墙结构中的应用越来越广泛。
塑料土工格栅以其独特的材料性能和优良的加筋效果，在改善土壤工程性质、提高挡墙稳定性等方面发挥着重要作用。
然而，在实际工程中，挡墙结构常常受到地震、风力等动力荷载的作用，其动力响应特性和稳定性问题成为了研究的热点。
本文旨在通过动力有限元分析方法，深入研究塑料土工格栅加筋土挡墙在动力荷载作用下的力学行为。
文章将介绍塑料土工格栅的基本性能和加筋机理，为后续的动力分析提供理论基础。
然后，基于有限元分析软件，建立塑料土工格栅加筋土挡墙的动力分析模型，并详细阐述模型的建立过程、参数选取以及边界条件设置。
接着，通过模拟不同动力荷载工况下的挡墙响应，分析挡墙的位移、应力、应变等关键指标的变化规律，从而评估挡墙的动力稳定性和安全性。
本文的研究结果将为塑料土工格栅加筋土挡墙的设计和施工提供有益的参考和指导，有助于提升土木工程结构的动力性能和安全性能。
也为进一步推动塑料土工格栅在土木工程领域的应用和发展提供理论支持和实践依据。
二、塑料土工格栅加筋土挡墙概述塑料土工格栅加筋土挡墙是一种新型的土木工程结构，它结合了土工格栅的高强度特性和土体的承载能力，通过加筋作用来提高土体的整体稳定性和承载能力。
塑料土工格栅作为一种高性能的合成材料，具有轻质、高强度、耐腐蚀、耐老化等优点，被广泛应用于土木工程领域。
在塑料土工格栅加筋土挡墙中，塑料土工格栅被用作加筋材料，通过其高拉伸强度来增强土体的抗剪强度和整体性。
同时，塑料土工格栅的网格结构能够与土体形成良好的嵌锁作用，增加土体的摩擦力和内聚力，从而提高土体的稳定性。
塑料土工格栅加筋土挡墙的施工过程相对简单，首先对基础进行处理，确保基础的平整度和稳定性。
然后，在基础上铺设一层塑料土工格栅，再将土体填筑在格栅上，通过格栅的加筋作用使土体形成具有一定稳定性的挡墙结构。
土工格栅加筋土挡墙有限元分析方法及其应用的开题报告
土工格栅加筋土挡墙有限元分析方法及其应用的开题报告一、研究背景及意义土工格栅加筋土挡墙技术是一种以土工格栅为加筋材料，以土为填料，构成一个整体的挡土构造体。
该技术具有自重轻、耐久性好、施工方便、透水性能好等优点，因此在水土保持、道路、铁路等工程领域得到广泛应用。
然而，由于土工格栅和土体之间的相互作用关系复杂，土体内部存在不规则的孔隙和裂缝，因此土工格栅加筋土挡墙的稳定问题一直是工程师和学者们关注的焦点。
利用有限元法对土工格栅加筋土挡墙进行力学分析，深入了解土工格栅与土体之间的相互作用关系，并探索其在实际工程中的应用，具有重要意义。
二、研究目标本文旨在探究土工格栅加筋土挡墙的有限元分析方法及其应用，具体研究目标如下：1.建立土工格栅加筋土挡墙有限元模型，并对其力学性能进行分析。
2.选取不同类型、不同性质的土工格栅，在模型中进行对比试验，探索不同土工格栅的加筋效果。
3.探究土工格栅加筋土挡墙的变形特性和力学稳定性，为其在实际工程中的应用提供理论依据。
三、研究内容和方法本文将从土工格栅加筋土挡墙有限元分析方法入手，分析土工格栅和土体之间的相互作用关系，构建有限元分析模型。
然后选取不同类型、不同性质的土工格栅，在模型中进行对比试验，评估不同类型土工格栅的加筋效果，并研究土工格栅加筋土挡墙的变形特性和力学稳定性。
具体的研究方法包括理论分析、计算机仿真和数据分析等。
首先，应用经典力学和力学分析方法，分析土体和土工格栅之间的相互作用力学过程，建立有限元分析模型。
然后，利用计算机仿真技术，对有限元分析模型进行数值模拟，得出土工格栅加筋土挡墙的力学性能。
最后，在数据分析的基础上，得出本文研究的结论。
四、预期结果及意义预期结果：1.通过有限元分析模型，深入探究土工格栅加筋土挡墙的力学行为。
2.选取不同类型、不同性质的土工格栅，在模型中进行对比试验，评估不同类型土工格栅的加筋效果。
3.探究土工格栅加筋土挡墙在不同工况下的变形特性和力学稳定性，为土工格栅加筋土挡墙的设计和施工提供理论依据和参考。
地震作用下影响加筋挡土墙性质的有限元分析
地震作用下影响加筋挡土墙性质的有限元分析加筋挡土墙的动力分析是比较复杂，本文通过建立ANSYS有限元模型，对比分析地震区动力和静力作用下加筋挡土墙的填土材料对挡土墙的位移和轴力的影响分析，得出一些有益的结论。
标签：有限元；地震；轴力；位移0 引言土的抗拉强度比较低，如果在土内掺入或铺设适当的一些材料，可以不同程度地改善土体的强度与变形特征。
早在远古时代，人们已经能够采用这项技术并在实践中加以应用，比如在土中掺入稻草、芦苇等简易的加筋材料可用于砌筑墙体和房屋，自在挡土墙中加筋后且应用于工程实际以来，国内外许多学者从理论、试验及数值模拟分析等诸多方面都做了大量的研究，并得到了大量的研究成果，这很好地促进了加筋土技术的发展和应用。
由于加筋土挡土墙筋土间作用机理的复杂性、结构形式和环境条件多变性，目前加筋土挡墙仍然处于理论滞后于实践阶段，尤其是动力和抗震方面尤为突出。
本文建立有限元模型进行加筋挡土墙的静力和动力学的对比分析。
1 有限元模型的建立在有限元分析中，材料的本构关系选取是非常重要的，它决定了计算分析的正确性和精确性。
本项目采用Drucker-prager弹塑性模型（简称D-P模型）进行分析。
土体采用4节点平面矩形单元（PLANE42），加筋体釆用平面单元Plane82单元。
所建模型如图1（单位为m）：3 加筋挡土墙墙后填料对挡墙的影响分析（1）粘聚力对面板位移和筋带轴力的影响模型填土的粘聚力为30 kPa，固定内摩擦角20 度不变，将模型填土的粘聚力分别设为5 kPa、10 kPa、20 kPa、30kPa。
模型其他参数和模型相同，对这4组模型的结果在静力和7度地震作用下进行比较分析。
由图2可知：加筋土挡墙位移随填土的粘聚力的增大而减小，减小幅度随填土的粘聚力的增大而增大。
静力作用下，填土粘聚力从5 kPa增大为30 kPa，加筋土挡墙最大位移由25mm减小为12mm，减小13mm，最大位移发生在墙体的中部。
加筋挡土墙内部稳定分析计算及新思路
加筋挡土墙内部稳定分析计算及新思路加筋土结构内部稳定分析计算的新思路朱海龙1刘一通2邢义川1张爱军3（1. 中国水利水电科学研究院；2. 空军工程设计研究局；3. 西北农林科技大学）【摘要】本文从有限元计算分析的思路出发，研究分析了加筋土结构内部强度分布特征，提出了用强度代换的方法通过有限元手段分析加筋土结构内部应力和应变一种新思路【关键词】加筋土强度理论有限元土工格栅本构模型【中图分类号】TU472.3+4 【文献标识码】A 引言传统的加筋土结构内部稳定分析的计算理论均建立在筋-土分离模式的基础上，认为加筋土结构是利用筋材在土体中的摩擦锚固作用来保持挡土墙或工程边坡滑移土体与稳固土体的整体稳定。
从笔者近期研究的成果及多年来所从事的加筋土工程实践看，很多有关加筋土的工程现象和工程问题都是用以筋-土分离模式为基础的计算理论难以解释的。
与加筋土分离式计算理论体系相对应的是以极限平衡为核心的几种设计方法。
这些设计方法基本上分为两大类，一类是极限平衡法，另一种是极限状态法。
尽管这两种方法考虑了加筋土结构内稳定平衡因素和不同相关因素的差异，但其理论基础则是建立在刚体破坏的分析方法上。
以“隔离体”作为分析的关键，首先必须假定一个破坏面，并认为破坏面以外的加筋土体是刚性破坏，对之进行隔离，再根据力的平衡计算加筋材料的受力。
这显然不符合土这种散粒体的破坏规律。
但由于极限平衡法简单、易行，在世界各国关于加筋土结构的设计规范中多数采用了建立在极限平衡基础上的计算分析方法。
除了极限平衡方法外，国内外学者在寻找有效拟合加筋土结构真实受力状态的分析计算方法方面也做了许多值得借鉴的工作，总体上认为，应用有限元数值分析方法能较好地拟合散粒体结构的变形和破坏特征，是现阶段求解加筋土结构中土体和筋材应力和应变最有效的方法。
国内外有不少学者在应用有限元法求解加筋土结构内部应力和应变方面均提出了自己的见解。
多数学者在采用有限元分析方法时土体模型采用的是非线性弹性模型，刘华北提出应用弹塑性模型替代非线性模型能更好的反映土体和加筋的应力、应变状态[1]，肖成志及栾茂田等提出了黏弹塑性有限元法[2]，介玉新、李广信提出了等效附加应力分析法[3]等，这些方法均在一定程度上较好的反映了加筋土结构内部的受力和变形状态，但基本上还都属于筋土分离的计算理论体系，对加筋后土体强度特征的变化没有做出有效的反映。
钢筋混凝土挡土结构有限元分析及设计优化
钢筋混凝土挡土结构有限元分析及设计优化有限元分析是一种计算方法，通过将结构离散成一系列有限的元素，并通过求解力学方程来计算结构的应力、应变和变形，以评估结构的稳定性和安全性。
在钢筋混凝土挡土结构的有限元分析中，需要考虑土体的侧压力、地下水压力、挡土墙的自重和荷载等因素。
在进行有限元分析之前，首先需要进行结构的三维建模。
通常可以使用计算机辅助设计软件（CAD）进行建模，将挡土墙、土体和其他结构构件按照实际尺寸和几何特征绘制出来。
然后，将建模结果导入有限元分析软件，设置土体和结构的材料特性、边界条件和加载情况。
对于钢筋混凝土挡土结构的有限元分析，主要关注以下几个方面：1.应力和变形分析：通过有限元分析，可以得到结构在不同加载情况下的应力和变形分布情况，以评估结构的安全性和变形控制措施的有效性。
2.稳定性分析：挡土结构在承受土压力作用下容易产生失稳，有限元分析可以通过计算结构的承载力和稳定性安全系数来评估结构的稳定性。
3.挡土墙的优化设计：通过有限元分析，可以评估不同挡土墙结构方案的性能，并通过优化设计来改善结构的性能，如减小变形、提高破坏荷载等。
对于挡土结构的设计优化，可以从以下几个方面考虑：1.材料的选择：选择合适的混凝土强度等级和钢筋材料，以满足结构的强度和稳定性要求，同时控制结构的成本。
2.结构形式的优化：通过改变挡土结构的几何形状、横截面形式等参数，来提高结构的稳定性和抗力性能。
3.荷载分析：考虑挡土结构在不同工况下的荷载情况，进行荷载组合和荷载分析，以确定结构的设计参数和施工方案。
4.施工、检测和维护：在设计优化过程中，要考虑结构的施工过程、检测方法和维护要求，以保证挡土结构的长期安全可靠。
综上所述，钢筋混凝土挡土结构的有限元分析和设计优化是保证结构安全可靠的重要环节。
通过合理的有限元分析和优化设计，可以改善结构的力学性能、提高结构的稳定性和抗力性能，实现挡土结构的安全和经济设计。
加筋土挡墙内部稳定性分析(图文)
加筋土挡墙内部稳定性分析(图文)论文导读：土在自重作用或外荷作用下易产生严重的变形或坍塌，为加强土体的整体稳定性，我们利用了加筋土结构物中的拉筋特性，上下格栅间的土体由于拉筋对土的法向反力和摩擦阻力在土颗粒中传递(即由拉筋直接接触的土颗粒传递给没有直接接触的土颗粒)而形成与土压力相平衡的承压拱。
在依照加筋土挡墙内部稳定性分析下，得到的设计方案基本可行，双向土工格栅的型号以及铺设长度都在安全的前提下达到了设计的合理性。
本文依据土工格栅加筋土挡墙的作用机理进行阐述，从加筋土挡墙内部稳定性进行了独立的分析，介绍了内部稳定性验算方法。
关键词：加筋土，双向土工格栅，内部稳定性0引言土在自重作用或外荷作用下易产生严重的变形或坍塌，为加强土体的整体稳定性，我们利用了加筋土结构物中的拉筋特性，上下格栅间的土体由于拉筋对土的法向反力和摩擦阻力在土颗粒中传递(即由拉筋直接接触的土颗粒传递给没有直接接触的土颗粒)而形成与土压力相平衡的承压拱。
这时，加筋土犹如具有某种程度的粘聚力，从而改良了土的力学特性。
普通土坡单元体，在自重或竖向荷载作用下，单元土体产生压缩变形，侧向发生膨胀随着竖向荷载的增大，压缩变形和侧向变形越来越大，直到土体破坏。
加筋土单元体通过筋材与土颗粒之间的摩擦作用，将引起侧向变形的拉力传递给筋材，由于筋材拉伸模量较大，因此单元土体侧向变形受到了限制。
加筋后的土体就好象在单元土体的侧向加了一个侧向荷载，并且随着竖向应力的增加，侧向荷载也成正比增加。
在同样大小的竖向荷载作用下，加筋土挡墙单元体的应力圆在破坏线以下，只有当填土与筋材之间的摩擦失效即筋材被拉断后，土坡单元体才有可能发生破坏[1]。
加筋土挡墙结构计算主要分为两大部分，一是内部稳定性分析，二是外部稳定性分析。
内部稳定性分析计算是要解决格栅的设置问题，保证筋土形成的复合体能共同工作。
内部稳定性计算土要内容:确定筋带的拉力和抗拔稳定性及筋带长度。
1加筋材料拉力计算加筋材料拉力计算关键是确定土压力计算系数。
地震作用下加筋土挡土墙的有限元分析
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本文建议的有限元法， 与拟静力 法 、 反应
谱法相比， 可研究土与结构在地震作用下的相 互作用， 且土体的动力性质能得到更切合实际 的考虑，而后两种方法却不能且计算量颇大， 花费也较大， 成为其主要缺陷。
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国际上现有的分析动 力 作 用 下 加 筋 土 挡
墙的程序均不考虑土与面板、筋条的相互作 用， 为了更切合实际， 本文引入了接触单元来 解决这个问题， 并取得了较好的结果。
为刚度矩阵； 为阻尼矩阵。
面拉筋试验的简况。 振动台采用 678 伺服式实验系统（ ， 9:;<=） 试验时对台面施加水平正弦波激振力。选用的 振动频率为 4>?， 振幅调至要求的底面加速度。 振动台上安装模型箱， 加筋土面板采用十字型 硬木板。墙后为砂填土， 其不均匀系数为 :"@，
! G# $ % G# $" 式中： $ 为结构体系的第一自振频率； # 为各单
吴西良（ ， 张涛（ ， 王广俊（ #EE# ） #EE$ ） #EEZ ） " 西南交 通大学硕士论文
各质点对地面加速度有明显的放大效应， 墙顶 一点的加速度对地面的放大倍数随加速度增 大而增大， 其变化基本上呈线性。
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从有限元动力分析的 结 果 与 实 测 资 料 的
比较来看， 震级较小时有限元的计算结果吻合 良好； 而震级较大时， 计算结果会偏大， 这一点 在加筋土挡墙的设计计算中应加以注意。
含水量约为 9A 。筋条采用铝合金条，尺寸为
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地震作用下加筋土挡墙力学行为研究的意义 我国有着广阔的地震活动地带， 目前由于
长） 宽） 厚） 。在墙体沿 @@;BB （ C5BB （ C;"9BB （ 高度方向每隔 1 层筋条铺 1 根带应变片的筋 条，所有测点均与计算机数据采集系统相连， 沿墙高方向安置了 9 个加速度计以测量台顶 对台底加速度的相对值。筋条的水平、 垂直间 距分别为 91;BB 和 D;BB， 每层布 E 根筋条。
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加筋挡土墙稳定性的有限元分析发表时间：2018-05-21T16:14:25.030Z 来源：《基层建设》2018年第1期作者：戴少平朱哲[导读] 摘要：针对韶关莞韶产业园某项目加筋挡土墙采用黏弹塑性流变模型和黏弹性本构模型，合理考虑筋材与填土、填土与面板及面板之间的相互作用效应，对土工合成材料加筋挡土墙结构的工作性能评价发展了二维有限元数值分析方法。
中交第四航务工程勘察设计院有限公司广东广州 510230摘要：针对韶关莞韶产业园某项目加筋挡土墙采用黏弹塑性流变模型和黏弹性本构模型，合理考虑筋材与填土、填土与面板及面板之间的相互作用效应，对土工合成材料加筋挡土墙结构的工作性能评价发展了二维有限元数值分析方法。
利用所建议的分析方法对Denver黏性土试验挡土墙进行了数值分析，通过与实测结果与理论结果的对比分析，论证了所建议的有限元数值分析方法的合理性及其可靠性，为类似的挡墙设计提供借鉴和参考。
关键词：加筋挡土墙；黏弹塑性；有限元20世纪60年代初期，亨利•维达尔在实验中发现，当土中掺有纤维材料时，其强度可明显提高到原有强度的几倍，继而提出了加筋土设计理论。
自此开始，加筋土得到了广泛的应用[1~2]。
随着材料科学与技术的发展，各种新型的土工合成材料不断出现。
同时，用于土工结构应力与变形的传统计算理论与方法无法全面合理地考虑筋材的作用，不适宜于土工加筋结构的变形与稳定性分析，对此必须发展基于有限元等数值计算技术上的分析方法[3~5]。
目前，在土工加筋结构的有限元数值分析中，通常对土体采用Duncan-Chang双曲线模型和基于Drucker-Prager准则的理想弹塑性模型等非线性或弹塑性本构模型[6]，对土工合成材料等筋材单元采用线弹性、双曲线和多项式等非线性弹性模型，并在筋材与土之间的接触面上设置界面单元合理地考虑两者之间的相互作用和变形机制。
另外，等效附加应力法的提出，从而在有限元模拟计算中无需考虑土与筋材相互作用效应，并取得了较好的计算效果[7]。
实际上除了土料具有一定的流变性，土工合成材料往往表现出较强的蠕变特性。
然而目前的计算与分析一般很少考虑筋材和填土的流变性及其相互作用对挡土墙长期工作性能的影响。
本文背景项目位于韶关市东莞（韶关）产业转移工业园沐溪—阳山片区内，对片区内五条道路进行提升改造，其中主干路3条，次干路2条，总长度约10.2公里，其中包含240m加筋挡土墙设计。
本文针对本项目设计的加筋挡土墙采用黏弹塑性模型和黏弹性模型分别考虑填土与筋材的流变性，同时合理地考虑筋材与填土、填土与面板及面板之间的各种相互作用效应，采用逐层填筑和分级加载方式考虑填筑过程及加载过程中的非线性效应，对土工合成材料加筋挡土墙结构进行了二维有限元数值计算，并对Denver黏性土试验挡土墙进行了模拟计算与分析，由此论证了所建议数值分析方法及有限元计算过程的合理性及可靠性，为类似的挡墙设计提供借鉴和参考。
1 加筋土的特点和基本原理加筋土是由填土、在填土中布置的一定量的带状拉筋以及直立的墙面板三部分组成的复合结构[8]。
其基本原理是借助于拉筋与填土间的摩擦力来提高填土的抗剪强度，从而保证土体平衡。
在此结构内存在墙面土压力、筋条的拉力和填料与筋带间的摩擦力等相互作用的内力，这些内力相互平衡，保证了复合结构的内部稳定。
加筋土工程有以下特点[9]：（1）可以做成很高的垂直填土，从而减少占地面积，这对不利于开挖的地区、城市道路以及土地珍贵地区而言，有着很大的经济效益。
（2）面板、筋带可以在工厂中定形制造、加工，在现场可以用机械分层施工。
这种装配式施工方法简便快速，并且节省劳动力和缩短工期。
（3）加筋土是柔性结构物，能够适应地基较大的变形，因而可用于较软的地基上。
同时，由于加筋土结构所特有的柔性能够很好地吸收地震的能量，故其抗震性好。
（4）造价低廉，据国内部分工程资料统计，加筋土挡土墙的造价一般为钢筋混凝土挡墙的50％，重力式挡土墙的60％~80％。
（5）造型美观。
墙面板形式可以根据需要、受力特点选用各种设计造型，并使之拼装成造型美观的建筑物，改善道路景观。
2 土工加筋结构的有限元分析2.1 土的黏弹塑性本构关系及其有限元列式在加筋挡土墙结构中，地基土与墙后填土采用如图l所示的五元件西原流变模型，即由Hooke弹性体、Kelvin黏弹性体及Bingham黏塑性体串联而成。
图1中，和分别为模型的瞬时弹性应变、黏弹性应变和黏塑性应变；分别为两个弹簧的弹性模量（）；，分别为两个黏壶的黏滞系数（）；为St．Vaint体的起始摩擦阻力（）；分别为某时刻t土的应变与应力。
图1 土的西原流变模型在弹性阶段，即，西原模型退化为广义Kelvin模型。
西原黏弹性流变模型的本构方程为：（1）当时，流变模型的本构方程为：（2）在弹性阶段，应变由线性和非线性流变两部分组成，忽略弹性阶段的非线性流变变形且不考虑泊松比变化，如图1所示，则针对二维问题可得到下列流变模型本构方程：（3）式中：时刻的应变；[A]为与泊松比有关的系数矩阵，在平面应变条件下，有：对于黏塑性阶段，采用Drucker-Prager屈服准则，并利用相关联流动法则确定黏塑性应变分量。
于是，黏塑性应变率为：（4）式中：分别为平均应力与广义剪应力，为应力偏量的第二不变量；分别为土的黏聚力和内摩擦角；为系数量纲一过程中对屈服函数F所取用的任意参考值，一般取为1：[P]和[Q]为系数矩阵，对于平面问题，有因此，当进入黏塑性阶段后，土的总应变为（5）式中：分别为瞬时弹性应变、粘弹性应变和黏塑性应变。
在非线性有限元数值计算中，为模拟逐层填筑、分级加载过程及其非线性效应，将增量法与黏性初应变相结合，在每一增量中将黏弹性及黏塑性应变作为初应变进行多次迭代。
结合弹性应变与应力之间的物理关系及应变与位移之间的几何条件，可得单元节点上的平衡方程为：或（7）式中：[B]为应变—位移自己的机会矩阵：[D]为弹性系数矩阵；为单元的刚度阵；分别为与黏弹性应变和黏塑性应变所对应的单元等效节点力，分别为：经总体组装后，所得到的增量形式平衡方程为（10）式中：[K]为总体刚度阵；分别为每级加载中的实际增量荷载、黏弹性应变与黏塑性应变所对应的等效荷载向量。
2.2 筋材的非线性黏弹性本构关系作为柔韧性材料，在土工加筋结构中土工合成材料主要用于抵抗拉力及拉伸变形，因此筋材表现出较强烈的流变性，进而可能影响加筋结构长期工作性能。
对于土工格栅，基于室内蠕变试验建立了如下的经验型非线性黏弹性本构关系[10]：（11）式中：T为筋材拉力，为应变；，b等为模型参数。
可得到t时刻筋材的弹性模量为：（12）2.3 面板的本构关系加筋挡土墙的面板采用的是混凝土预制面板，强度高，蠕变效应不显著，因此，在非线性有限元分析中对于混凝土面板直接采用线弹性固体单元。
2.4 界面单元模型为了考虑填土与面板之间、填土与格栅及面板之间相互作用效应，通过在相互接触界面上设置Goodman无厚度接触单元，采用Mohr-Coulomb准则模拟接触界面上的摩擦滑移、脱开和闭合等变形机制。
在模拟筋材与填土之间的界面特性时，为了限制受压时接触界面两侧的相互嵌入并确保数值计算的稳定性，接触面上的法向刚度。
而对于界面的切向特性，试验表明剪应力和切向相对位移一般呈现为非线性关系，通常可用类似于Duncan—Chang模型的双曲线关系表达，由此所得到的切向弹性刚度为：（13）式中：为切向弹性刚度系数，n为切向弹性刚度对于约束压力依赖性的经验指数，为水的重度，为标准大气压，为接触面上的破坏应力比。
3 理论与实测值对比试验挡土墙尺寸：高为304.8cm，长度为208.3cm，宽度为121.9cm的模型墙。
加筋层数为12层，最低层间距为17.8cm，其它各层间距为27.9cm。
挡墙面板采用木面板，并用销钉连接。
墙体建造完成后，在墙顶铺设厚度为61.0cm的沙垫层。
然后加载，每级荷载集度为20.7kPa，到达103.4kPa为止。
每级荷载之间的时间间隔为0.5h。
达到103.4kPa后维持100h，然后加载直至破坏。
对填料进行等向压缩试验，进行模拟分析，如图2所示。
其实测值比理论值偏小。
图2 等向压缩试验结果及计算模拟根据本构模型和有限元数值分析方法进行计算，对Denver黏性土试验挡土墙变形与应力状态进行分析，该模型计算结果比较接近于真实数据，总体表明本文计算模型预测值比实测结果要偏小，由此表明所用的数值分析方法是合理而可靠的。
4 结论针对土工合成材料加筋挡土墙结构，对地基和填土采用黏弹塑性流变模型，对于筋材采用经验型非线性黏弹性模型，提出了二维黏弹塑性有限元数值分析方法。
将所建议的分析方法用于Denver黏性土试验挡土墙长期工作性能的数值计算。
通过计算得到应变分布，并与实测数据及现有的其他方法进行了对比，由此得到以下结论：（1）填土的流变性与土工合成材料筋材的蠕变性对加筋挡土墙的长期工作性能具有不容忽视的影响，在加筋土工结构设计与建设中应予以合理地考虑。
（2）计算模型预测值比实测结果偏小，因此该计算模型与分析方法能够合理地考虑填土的流变性与筋材的蠕变特性，有效地应用于土工加筋挡土墙的长期工作性能的评价。
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