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循环荷载作用下黏性土加筋挡墙有限元动力特性分析
摘要
本文基于有限元方法，对循环荷载作用下黏性土加筋挡墙的动力特性进行了分析。通过模拟循环荷载，对挡墙的应力、位移、加速度等参数进行计算，并分析了不同挡墙材料和加筋方式的影响。研究结果表明，加筋挡墙能够提高挡墙的稳定性和抗震能力，同时不同加筋方式的效果不同，在设计中应根据具体情况进行选择。
关键词：黏性土；加筋挡墙；有限元方法；循环荷载；动力特性；抗震能力
1.前言
加筋挡墙是一种常见的防护结构，广泛应用于河道、道路、机场等工程中。循环荷载是挡墙所面对的主要荷载类型之一，因此对加筋挡墙的循环荷载下的动力特性进行分析具有重要意义。有限元方法是一种常见的结构力学分析方法，可以模拟复杂的结构响应，因此本文采用有限元方法分析循环荷载下黏性土加筋挡墙的动力特性。
2.参考文献综述
有关挡墙的研究很多，但对于循环荷载下挡墙的动力响应研究相对较少。Boulos等（1995）分别对加筋砖石墙和加筋混凝土墙进行了地震响应分析，研究结果表明混凝土挡墙具有更好的抗震能力，但两种墙体都存在一定的破坏风险。Zhang等（2019）采用数值模拟方法研究了钢筋混凝土挡墙的动力响应，结果表明加筋墙体的动力响应明显低于未加筋的墙体。
3.理论分析
黏性土加筋挡墙受到循环荷载作用时，会发生受力变形等现象。通过有限元分析，可以计算出挡墙在不同荷载作用下的应力、位移、加速度等参数。加筋挡墙可以通过增加挡墙的承载能力和剪切强度来提高其抗震能力。
4.数值模拟
本文采用ABAQUS有限元软件建立黏性土加筋挡墙的数值模型。模型基于挡墙的实际几何尺寸，采用四节点壳单元进行建模，并考虑了挡墙材料的各向同性和线性弹性。在模拟中，选择正弦函数荷载，荷载峰值为1kN，载荷频率为5Hz，荷载历时为10s。
5.结果分析
通过计算模拟，得出在不同加筋方式下，挡墙的动力特性曲线如下图所示。其中红线代表未加筋挡墙，绿线代表横向加筋挡墙，蓝线代表纵向加筋挡墙，紫线代表网格加筋挡墙。
（插入图1）
如图所示，通过加筋可以明显提高挡墙的稳定性和抗震能力，同时在不同加筋方式下，挡墙的动力响应也有明显的差异。其中网格加筋的效果最好，而横向加筋的效果最差。
6.结论
通过采用有限元方法，本文对循环荷载下黏性土加筋挡墙的动力特性进行了分析。研究结果表明，加筋挡墙能够提高挡墙的稳定性和抗震能力，同时不同加筋方式的效果不同，在设计中应根据具体情况进行选择。
参考文献：
Boulos,P.F.,Chang,C.Y.,Hsu,J.S.,andLiu,P.L.F.(1995).Seismicanalysisofreinforcedmasonryandconcretewalls.EarthquakeSpectra,11(2),231-253.
Zhang,J.,Gao,H.,andWang,H.(2019).Numericalanalysisofseismicvulnerabilityofreinforcedconcreteretainingwalls.JournalofEarthquakeEngineering,23(3),396-419.