吳國(guó)印,汪 魁,易朋瑩,李 珂

(1. 重慶交通大學(xué) 河海學(xué)院，重慶 400074；2. 重慶市高新工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 401121)

0 引 言

目前,重慶及其周邊區(qū)域依然處于城市化進(jìn)程的高峰時(shí)期,每年都會(huì)新建或改建大量的擋土墻工程?，F(xiàn)存有多種形式的擋土墻包括重力、半重力、懸臂、支撐壁、螺栓型，和多種結(jié)構(gòu)形式的板樁類(lèi)擋土墻[1]，其中重力式擋土墻被大量應(yīng)用。重力式擋土墻通過(guò)自身重量保持穩(wěn)定性對(duì)邊坡起到支護(hù)作用。由于其通過(guò)自身重量保持平衡和穩(wěn)定，體積和重量較大，要求地基有較高的承載能力；重力式擋土墻通常為固體砌石或混凝土，材料用量較大，不經(jīng)濟(jì)；重力式擋土墻一般在現(xiàn)場(chǎng)砌筑或澆筑，砂漿或混凝土凝結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，施工工期較長(zhǎng)。由于上述問(wèn)題的存在，現(xiàn)有技術(shù)還無(wú)法完善地解決重力式擋土墻支護(hù)邊坡的問(wèn)題。

裝配式擋土墻內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，極大地減少了混凝土材料用量，降低了工程造價(jià)；其一定程度減小自重，對(duì)地基承載力要求要低很多，適應(yīng)性強(qiáng)；其組成構(gòu)件絕大部分為預(yù)制件，施工時(shí)間短，有效解決了傳統(tǒng)重力式擋土墻施工周期長(zhǎng)的缺點(diǎn)。擋土墻有標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、智能化應(yīng)用的技術(shù)特點(diǎn)，符合現(xiàn)代工業(yè)化要求。與傳統(tǒng)施工方法相比，裝配式擋土墻可實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)時(shí)、節(jié)省人工、環(huán)保的目的，符合現(xiàn)代建筑業(yè)綠色、循環(huán)、低碳的發(fā)展要求。

目前對(duì)于重力式、半重力式、樁板式等多種結(jié)構(gòu)形式的擋土墻的設(shè)計(jì)方法均比較成熟且有相應(yīng)的規(guī)范[2-4]。但是對(duì)于裝配式擋土墻的相關(guān)設(shè)計(jì)研究還有待于進(jìn)一步完善。針對(duì)預(yù)制裝配式擋土墻，石中柱等[5]系統(tǒng)研究了預(yù)制鋼筋混凝土折板擋土墻的設(shè)計(jì)與施工方案并提出了合理的設(shè)計(jì)方案；趙御祺[6]在烏拉爾地區(qū)擋土墻工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出雙曲和錐面薄殼形裝配式鋼筋混凝土擋土墻的設(shè)計(jì)方法；曾向榮[7]采用預(yù)制裝配式擋土墻作為北京城市鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)，縮短了擋土墻施工中現(xiàn)場(chǎng)施工所需的時(shí)間；張程宏[8]、紀(jì)文利等[9]分別結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)圖集和實(shí)際工程項(xiàng)目分析了裝配式擋土墻的設(shè)計(jì)與施工特點(diǎn)；段鐵錚[10]進(jìn)一步對(duì)裝配式擋土墻標(biāo)準(zhǔn)化及系列化的必要性進(jìn)行了探討。近年來(lái)，隨著裝配式擋土墻應(yīng)用的增多，對(duì)裝配式擋土墻設(shè)計(jì)與施工特點(diǎn)研究愈加實(shí)用化。劉景濤等[11]結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，提出了預(yù)制肋板式擋土墻在施工過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)；徐健等[12]分析了預(yù)制裝配設(shè)計(jì)與施工中的墻型選擇、構(gòu)件連接、單元連接等關(guān)鍵性問(wèn)題并提出了解決方法；周曉靖[13]、張昕升等[14]則從生態(tài)綠化角度對(duì)裝配式擋土墻結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行了研究探討。

在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，在擋土墻設(shè)計(jì)中用安全系數(shù)表示安全程度。然而事實(shí)上在計(jì)算安全系數(shù)大于 1的情況下發(fā)生破壞的事例仍時(shí)有發(fā)生。這是由于許多參數(shù)均為隨機(jī)變量，為實(shí)際工程建設(shè)帶來(lái)很大的不確定性[15-16]。裝配式擋土墻作為新式結(jié)構(gòu)，如設(shè)計(jì)不當(dāng)就會(huì)產(chǎn)生各種病害，而由于其結(jié)構(gòu)組成的復(fù)雜性，在裝配式擋土墻設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮各種穩(wěn)定性影響因素[17]。判斷發(fā)生破壞的機(jī)理，找到發(fā)生破壞的主導(dǎo)因素，對(duì)裝配式擋土墻損傷和破壞的優(yōu)化設(shè)計(jì)和找到合適的防治措施均具有重要意義?；诖?，對(duì)擋土墻穩(wěn)定性敏感度參數(shù)進(jìn)行分析研究可大致找到對(duì)擋土墻穩(wěn)定性影響較大的因素。筆者通過(guò)分析裝配式重力擋土墻的墻體預(yù)制塊中回填料的重度、墻后填土內(nèi)摩擦角及墻背傾角等因素對(duì)擋土墻穩(wěn)定性的敏感度，揭示裝配式重力擋土墻設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)注意的一些問(wèn)題，為類(lèi)似擋土墻工程設(shè)計(jì)提供參考 。

1 擋土墻穩(wěn)定性理論計(jì)算

新型裝配式擋土墻由若干墻體預(yù)制塊、擋土墻基礎(chǔ)板和連接錨筋組成，其中主體為墻體預(yù)制塊堆疊而成，墻體預(yù)制塊如圖1。

(a) 俯視

(b) 側(cè)視圖1 墻體預(yù)制塊示意Fig. 1 Schematic diagram of the wall prefabricated block

傾斜式墻背擋土墻采用長(zhǎng)短塊交互疊合的堆疊方式，拼接縫均相互錯(cuò)開(kāi)，在水平及豎直方向均不形成貫通的拼接縫。預(yù)制塊內(nèi)框格孔或拼接后形成的框格孔上下貫通，預(yù)制塊安裝后在框格孔內(nèi)壓實(shí)回填土體。預(yù)制塊預(yù)留孔上下貫通，在其中放置鋼筋后灌注砂漿，加強(qiáng)了擋土墻的整體性和抗拉性能。

傾斜式墻背擋土墻結(jié)構(gòu)示意如圖2。

圖2 傾斜式墻背擋土墻剖面示意Fig. 2 Schematic diagram of inclined wall back retaining wall

根據(jù)需要計(jì)算的內(nèi)容，結(jié)合規(guī)范得到需要控制的基本參數(shù)如表1。

表1 擋土墻基本參數(shù)Table 1 Basic parameters of retaining wall

根據(jù)規(guī)范，擋土墻穩(wěn)定性計(jì)算內(nèi)容包括墻體抗傾覆與抗滑穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算及基底應(yīng)力計(jì)算。而在此之前需進(jìn)行墻后土壓力的計(jì)算。

采用傾斜式墻背擋土墻的設(shè)計(jì)方案，假定墻后填土面水平，填土為非黏性土，應(yīng)用庫(kù)倫土壓力計(jì)算。主動(dòng)土壓力系數(shù)如式(1)，主動(dòng)土壓力如式(2)，被動(dòng)土壓力系數(shù)如式(3)，被動(dòng)土壓力如式(4)：

(1)

(2)

(3)

(4)

對(duì)擋土墻進(jìn)行抗傾覆穩(wěn)定分析和抗滑穩(wěn)定性分析。根據(jù)規(guī)范抗傾覆穩(wěn)定安全標(biāo)準(zhǔn)控制在KO≥ 1.50， 抗滑穩(wěn)定安全標(biāo)準(zhǔn)控制在KC≥1.30。KO、KC如式(5)、式(6)：

(5)

(6)

式中：KO為抗傾穩(wěn)定安全系數(shù)；∑Md為抗傾力矩； ∑MO為傾覆力矩；L1、L3、L2分別為土壓力在水平和垂直方向分力及墻體自重G對(duì)擋墻下游角點(diǎn)的力臂；F為墻后土壓力；θ為土壓力作用方向與水平面夾角；KC為擋土墻抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)；∑G為全部作用在擋土墻上垂直于水平面的荷載；∑H為全部作用在擋土墻上平行于基底面的荷載，kN；A′為擋土墻基底面的面積；f′為擋土墻基底面與巖石地基之間的抗剪斷摩擦系數(shù)；c′為擋土墻基底面與巖石地基之間的抗剪斷黏結(jié)力。

擋土墻基底應(yīng)力按式(7)計(jì)算：

(7)

式中:∑M為作用在擋土墻上的全部荷載對(duì)于水平面平行前墻墻面方向形心軸的力矩之和，kN·m；W為擋土墻基底面對(duì)于基底面平行前墻墻面方向形心軸的截面矩，m3，W=1/6B2L，其中，B、L為基底邊長(zhǎng)。

根據(jù)規(guī)范要求，中等堅(jiān)實(shí)地基土條件下基底應(yīng)力最大最小值之比Pmax/Pmin≤2.00。

當(dāng)擋墻基底合力偏心距e=M/∑G>B/4時(shí)，擋土墻底只有最大基底應(yīng)力且發(fā)生應(yīng)力重分布，重分布的基底應(yīng)力計(jì)算方法為：

(8)

參考重慶地區(qū)地質(zhì)條件相關(guān)資料，擋土墻設(shè)計(jì)的基本參數(shù)可取值如下：墻體重度γ0=22 kN/m2，墻后填土重度γ=23.88 kN/m2，墻后填土內(nèi)摩擦角φ=40°，黏聚力c=0，墻背粗糙排水良好條件下墻后填土對(duì)墻背的摩擦角δ=1/2φ=20°，擋土墻墻后填土表面坡角β=0°，擋土墻背面與鉛直面的夾角ε=60°。

由基本參數(shù)計(jì)算得到新型裝配式擋土墻穩(wěn)定性參數(shù)計(jì)算結(jié)果如表2。

表2 傾斜式墻背擋土墻穩(wěn)定性參數(shù)計(jì)算Table 2 Calculation of stability parameters of inclined wall back retaining wall

傾斜式墻背擋土墻設(shè)計(jì)方案計(jì)算結(jié)果顯示，斜背式裝配擋土墻可承受的主動(dòng)土壓力較大，穩(wěn)定性系數(shù)較高，不足的是墻體處于過(guò)安全狀態(tài)，對(duì)地基承載力要求更高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且計(jì)算難度較大。

2 擋土墻穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析研究

2.1 擋土墻模型建立

利用 MIDAS/GTS NX 有限元數(shù)值分析軟件，以5.4 m高傾斜式墻背擋墻為例進(jìn)行數(shù)值模擬分析研究。根據(jù)5.4 m高擋土墻結(jié)構(gòu)建立二維剖面有限元模型，以最底層預(yù)制塊腳點(diǎn)為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，預(yù)制單塊高0.6 m，全塊長(zhǎng)2.8 m。墻體材料參數(shù)采用彈性理論設(shè)置，墻體預(yù)制塊混凝土材料參數(shù)為彈性模量E=3.15×107kN/m2，泊松比μ=0.3，容重γ=22 kN/m3；墻體回填混凝土材料參數(shù)為彈性模量E=2.8×107kN/m2，泊松比μ=0.3，容重γ=22 kN/m3；墻后回填及地基土材料參數(shù)采用摩爾-庫(kù)倫理論選取，墻后回填土為中砂，材料參數(shù)為彈性模量E=3 000 kN/m2，泊松比μ=0.3，容重γ=23.88 kN/m3，黏聚力c=0，內(nèi)摩擦角φ=55°；地基土為泥質(zhì)砂巖，材料參數(shù)為彈性模量E=6 115 kN/m2，泊松比μ=0.25，容重γ=24.9 kN/m3，飽和容重γ=25.4 kN/m3，粘聚力c=0.27 kN/m2，內(nèi)摩擦角φ=33.02°，抗拉強(qiáng)度為0.16 kN/m2。建立的擋墻結(jié)構(gòu)有限元模型見(jiàn)圖3。

圖3 傾斜式墻背擋土墻結(jié)構(gòu)有限元模型Fig. 3 Finite element model of inclined wall back retainingwall structure

2.2 基于SRM方法的擋土墻邊坡穩(wěn)定性分析

Midas/GTS NX(SRM)是Midas/GTS NX有限元分析軟件中針對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析的一項(xiàng)功能，其原理是基于有限元強(qiáng)度折減理論對(duì)邊坡各種工況進(jìn)行數(shù)值模擬，其計(jì)算結(jié)果通過(guò)最大剪切應(yīng)力應(yīng)變?cè)茍D直觀反映失穩(wěn)邊坡滑移面的位置。除此之外，還能得到對(duì)巖土體加固處理后結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變，對(duì)進(jìn)行支護(hù)處理的邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等[18]。經(jīng)SRM方法計(jì)算得到的最大剪切應(yīng)變?cè)茍D與剪應(yīng)力云圖如圖4。

圖4 擋土墻SRM最大剪切應(yīng)變?cè)茍D和應(yīng)力云圖Fig. 4 SRM maximum shear strain and stress nephogram ofretaining wall

擋土墻安裝后，由于擋墻在自重作用下發(fā)生的一定下沉及墻后填土的推動(dòng)作用，從最大剪應(yīng)變?cè)茍D來(lái)看，剪應(yīng)變呈自上而下逐漸增大的態(tài)勢(shì)，在墻背墻踵最底層塊體與墻后填土土體接觸面附近達(dá)到最大，達(dá)到0.045。同時(shí)在擋土墻臨空面底端墻趾附近基巖也有一定的剪應(yīng)變集中，剪應(yīng)變集中區(qū)域約占整體的0.6%。對(duì)應(yīng)的，從剪應(yīng)力云圖中也可以看到，擋土墻安裝后剪應(yīng)力集中區(qū)出現(xiàn)在墻趾位置，最大應(yīng)力值達(dá)到162.608 kPa，占整體的0.1%。由此可知，擋土墻在墻后填土壓力及自重作用下發(fā)生輕微下沉導(dǎo)致剪力增大，前趾部分地基土和墻后填土底部發(fā)生微量塑性變形。從Midas/GTS NX后處理功能中滑坡三維動(dòng)畫(huà)演示效果看，擋土墻失穩(wěn)破壞原因主要為整體下沉滑移導(dǎo)致，自身結(jié)構(gòu)破壞可能性不大。SRM分析得到，邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)為2.375 39。但是，數(shù)值模擬的結(jié)果仍不足以表現(xiàn)相關(guān)因素對(duì)新型裝配式擋土墻穩(wěn)定性的具體影響程度。

3 擋土墻穩(wěn)定性影響因素敏感性分析

3.1 影響因素敏感性計(jì)算原理

一般來(lái)說(shuō)，擋土墻的穩(wěn)定性系數(shù)K可為影響擋土墻穩(wěn)定性各因素的函數(shù)，即[19]：

K=f(X1，X2，X3，…，Xn)

(9)

對(duì)影響擋土墻穩(wěn)定性影響因素的敏感性進(jìn)行分析可以有效了解具體何種因素對(duì)擋土墻穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響[20-29]。擋土墻敏感性影響因素分析是通過(guò)分析影響擋土墻穩(wěn)定性的各因素與相應(yīng)的穩(wěn)定性系數(shù)之間的關(guān)系，分析各因素的相對(duì)變化率與擋土墻穩(wěn)定性系數(shù)的相對(duì)變化率之間的相關(guān)關(guān)系來(lái)評(píng)估各穩(wěn)定性影響因素對(duì)擋土墻穩(wěn)定性的影響，即第i個(gè)影響因素的敏感度Si可表示為：

(10)

式中：I為第i個(gè)敏感因素；Si為敏感度；ΔKi/Ki為穩(wěn)定性參數(shù)Ki的相對(duì)變化率;ΔXi/Xi為影響因素Xi的相對(duì)變化率。

敏感性分析方式采取控制變量法，將影響因素中的某一因素參數(shù)控制在基準(zhǔn)值在合理范圍內(nèi)變化，而控制其它因素參數(shù)不變，計(jì)算此情況下的穩(wěn)定性系數(shù)K，并根據(jù)式(10)求得各因素的敏感度。

3.2 擋土墻穩(wěn)定性因素敏感性計(jì)算

分析結(jié)果表明，墻體預(yù)制塊中回填料的重度、墻后填土內(nèi)摩擦角及墻背傾角3個(gè)參數(shù)對(duì)計(jì)算結(jié)果影響較大。筆者仍以5.4 m墻高的擋土墻為例，分別從該3個(gè)參數(shù)的變化對(duì)墻體應(yīng)力及穩(wěn)定性的影響敏感性進(jìn)行分析。

基本假定[19]：①擋土墻墻體強(qiáng)度足夠大，不發(fā)生墻身截面強(qiáng)度破壞；②擋土墻采取排水措施，防止地表水的下滲，設(shè)有滲水孔，疏干填土中的滲水，不考慮填土積水等不利情況；③不考慮偶然荷載情況。

3.2.1 墻中回填料重度對(duì)擋土墻穩(wěn)定性的影響

仍以擋土墻整體容重γ0為變量(γ0范圍為16～22 kN/m3)，分析不同容重對(duì)穩(wěn)定性的影響，如表3。

表3 不同墻中回填料容重條件下各參數(shù)變化Table 3 The changes of various parameters under the condition of different backfill bulk density in walls

根據(jù)計(jì)算分析，得到隨著墻中回填料重度的增大，最大基底應(yīng)力有減小的趨勢(shì)，然而在填料重度小于14 kN/m3時(shí)，最大基底壓應(yīng)力過(guò)大，故應(yīng)將填料重度控制在16～22 kN/m3。而抗傾覆與抗滑穩(wěn)定性系數(shù)則呈增長(zhǎng)的趨勢(shì)，但是抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)Ko過(guò)大。

以γ1=16.00 kN/m3為基準(zhǔn)，計(jì)算基底應(yīng)力敏感度Sγ1-P、抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)敏感度Sγ1-KO、抗滑穩(wěn)定性系數(shù)敏感度Sγ1-KC，如表4。

表4 墻中回填料重度γ1對(duì)擋土墻穩(wěn)定性參數(shù)的敏感度Table 4 Sensitivity of heavy soil γ1 filling in wall to stability parametersof retaining wall

分析表4可知：基底應(yīng)力敏感度Sγ1-P更高；隨著墻中回填料重度的增加，擋土墻基底應(yīng)力敏感度降低；抗傾覆與抗滑穩(wěn)定性敏感度在這一過(guò)程中維持穩(wěn)定，安全系數(shù)KC較KO略微敏感。

3.2.2 墻后填土內(nèi)摩擦角對(duì)擋土墻穩(wěn)定性的影響

填土內(nèi)摩擦角變化直接影響墻后土壓力系數(shù)，繼而影響擋土墻的穩(wěn)定性。以擋土墻后內(nèi)摩擦角φ為變量，依據(jù)規(guī)范擬定從30°～50°范圍，以5°為極差，分析內(nèi)摩擦角對(duì)擋土墻穩(wěn)定性的影響，如表5。

從表5可以看到，隨著墻后填土內(nèi)摩擦角的增大，擋土墻穩(wěn)定性參數(shù)明顯增大，抗傾覆與抗滑能力增強(qiáng)，但是墻體抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)過(guò)大。

表5 不同墻后填土內(nèi)摩擦角條件下各參數(shù)變化Table 5 The changes of various parameters under the condition of different inner friction angles inside the wall

以墻后填土內(nèi)摩擦角φ=40°為基準(zhǔn)，計(jì)算基底應(yīng)力敏感度Sφ-P、抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)敏感度Sφ-KO，抗滑穩(wěn)定性系數(shù)敏感度Sφ-KC，如表6。

表6 墻中填土內(nèi)摩擦角φ對(duì)擋土墻穩(wěn)定性參數(shù)的敏感度Table 6 Sensitivity of internal friction angle φ of wall filler tostability parameters of retaining wall

從表6可以看出，隨著內(nèi)摩擦角φ增大，3種穩(wěn)定性參數(shù)敏感度均增大，并且Sφ-KO>Sφ-KC>Sφ-P，內(nèi)摩擦角對(duì)擋墻抗傾覆穩(wěn)定性最敏感，其次是抗滑穩(wěn)定性，最后是基底應(yīng)力。

3.2.3 墻背傾斜角對(duì)擋土墻穩(wěn)定性的影響

擋土墻背與鉛直面夾角ε的改變是墻體設(shè)計(jì)較大的一種改變，會(huì)直接影響擋土墻底寬、墻后土壓力作用方向及墻體質(zhì)心位置等，故而對(duì)墻體穩(wěn)定性有很大的影響。以擋土墻背傾斜角度ε為變量，依據(jù)規(guī)范擬定從30°～60°，分析墻背傾角對(duì)擋土墻穩(wěn)定性的影響，如表7。

表7 不同墻背傾斜角度條件下各參數(shù)變化Table 7 The changes of various parameters under the condition ofdifferent wall back inclination angles

從表7可以看到，隨著墻背傾斜角度的增大，擋土墻穩(wěn)定性參數(shù)增大，抗傾覆與抗滑能力增強(qiáng)。但是同樣存在墻體抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)過(guò)大的問(wèn)題?；讘?yīng)力在傾斜角超過(guò)55° 時(shí)最大基底應(yīng)力急劇增大。

以擋土墻背傾斜角ε=45°為基準(zhǔn)，計(jì)算基底應(yīng)力敏感度Sε-P，抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)敏感度Sε-KO，抗滑穩(wěn)定性系數(shù)敏感度Sε-KC，如表8。

表8 墻背傾斜角度ε對(duì)擋土墻穩(wěn)定性參數(shù)的敏感度Table 8 Sensitivity of wall back inclination angle ε to stabilityparameters of retaining wall

表8顯示，隨墻背傾斜角ε增大，3種穩(wěn)定性參數(shù)敏感度均增大比較明顯。當(dāng)墻背傾角ε<45°時(shí)，Sε-P>Sε-KO>Sε-KC；當(dāng)ε>45° 時(shí)，Sε-KO>Sε-P；當(dāng)ε>55°時(shí)，Sε-P再次升高。3個(gè)敏感性參數(shù)在ε≤40°時(shí)增長(zhǎng)平穩(wěn)，之后抗傾覆和抗滑能力顯著增大，而在ε≥50° 后，基底應(yīng)力敏感度顯著增大。

3.3 各因素影響程度分析

由3.2節(jié)可知，不同因素對(duì)擋土墻穩(wěn)定性影響程度不同。在擋土墻穩(wěn)定性計(jì)算中，因素變化對(duì)擋土墻穩(wěn)定性影響大的為敏感性因素，反之則為非敏感性因素。通過(guò)分析各因素的敏感性以確定影響擋土墻穩(wěn)定性的主要因素，為擋土墻優(yōu)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。將表4、表6、表8中的平均值繪制成傾斜式墻背擋土墻穩(wěn)定性敏感度曲線，如圖5。

圖5 傾斜式墻背擋土墻穩(wěn)定性敏感度曲線Fig. 5 Stability sensitivity curve of inclined wall back retaining wall

從圖5中可以看出，傾斜式墻背擋土墻穩(wěn)定參數(shù)Pmax、Kc、Ko的敏感度亦存在差異。不同的穩(wěn)定性影響因素對(duì)基底應(yīng)力敏感度相對(duì)變化較小，敏感度平均值介于0.992～3.11之間。敏感性排序依次為墻背傾斜角度、墻后填土摩擦角、墻中回填料容重。其中墻背傾斜角的敏感度平均值較大，敏感性較大；其余兩個(gè)影響因素敏感度平均值較小，敏感性較小。因此，影響擋土墻基底應(yīng)力的敏感性因素為墻背傾斜角度。

擋土墻穩(wěn)定性影響因素對(duì)抗傾覆穩(wěn)定性影響介于其他兩個(gè)參數(shù)之間，敏感度平均值介于0.144～2.53之間。敏感性排序依次為墻背傾斜角度、墻后填土摩擦角、墻中回填料容重，與擋土墻基底應(yīng)力敏感度變化情況相同。影響擋土墻抗傾覆穩(wěn)定性的敏感性因素亦為墻背傾斜角度。

相對(duì)地，3個(gè)影響因素對(duì)抗滑穩(wěn)定性影響最大，敏感度平均值為0.213～2.354。墻中回填料對(duì)抗滑穩(wěn)定性影響最小，而墻后填土內(nèi)摩擦角與墻背傾斜角對(duì)抗滑穩(wěn)定性影響差別不大。最敏感的影響因素同樣為墻背傾斜角度，而墻后填土內(nèi)摩擦角影響亦不可忽視。

綜上所述，按影響因素敏感度從大到小排列，影響擋土墻穩(wěn)定性最大的因素為墻背傾斜角度，其次為墻后填土內(nèi)摩擦角，影響最小的為墻中回填料容重。

4 結(jié) 論

筆者在普通重力式擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范及裝配式擋土墻設(shè)計(jì)規(guī)范的基礎(chǔ)上，對(duì)新型裝配式擋土墻穩(wěn)定性相關(guān)參數(shù)作出了計(jì)算分析，并以5.4 m墻高裝配式擋土墻為算例分別計(jì)算了不同條件下?lián)跬翂Φ陌踩禂?shù)及對(duì)各影響因素敏感度的平均值作出穩(wěn)定性影響因素敏感度分析，得到以下結(jié)論：

1)以5.4 m墻高為算例，分別對(duì)傾斜式墻背擋土墻相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析。傾斜墻背裝配式擋土墻的穩(wěn)定性與3個(gè)敏感因素墻中填料重度γ1、墻后填土內(nèi)摩擦角φ及墻背傾斜角度ε均有關(guān)系?？傮w而言，按因素敏感度從大到小排列，擋土墻水平滑移、傾覆及沉陷3種破壞模式中影響穩(wěn)定性的因素依次為墻背傾斜角度、墻后填土內(nèi)摩擦角、墻中回填料容重。并且，此3種因素對(duì)抗滑穩(wěn)定性影響最大，其次為抗傾覆穩(wěn)定性，影響最小的為基底應(yīng)力。另外，由于筆者針對(duì)裝配式擋土墻的計(jì)算方法類(lèi)似于重力式擋土墻，因此，下一步可針對(duì)新型裝配式擋土墻墻體剛度及其破壞模式開(kāi)展研究[30-31]。

2)經(jīng)計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)，傾斜式墻背擋土墻需要更謹(jǐn)慎控制處理的參數(shù)是墻背傾斜角度ε與墻后填土內(nèi)摩擦角φ。墻背傾斜角度ε增大會(huì)使擋土墻抗滑與抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)增大，更偏于安全，但基底應(yīng)力隨之增大對(duì)基底承載力提出更高要求；而墻后填土內(nèi)摩擦角φ在與ε影響方式相同的情況下基底應(yīng)力與抗傾覆穩(wěn)定性亦處于過(guò)度安全狀態(tài)。在實(shí)際擋土墻設(shè)計(jì)與工程建設(shè)當(dāng)中，應(yīng)根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)和工程本身的實(shí)際情況選擇合理的擋土墻塊體尺寸、傾斜角度及合適的墻后填土，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和安全性的統(tǒng)一。

3)筆者中的計(jì)算模型未考慮地下水的影響情況。由于地面積水及地下水位對(duì)擋土墻的安全與穩(wěn)定性有較大影響，因此在實(shí)際工程中應(yīng)對(duì)地下水狀況對(duì)擋土墻穩(wěn)定性影響程度進(jìn)行進(jìn)一步分析。

4)與擋土墻穩(wěn)定性相比，墻體變形是擋土墻設(shè)計(jì)施工及使用安全性計(jì)算中更重要的影響因素。擋土墻變形嚴(yán)重影響其受力特性，使其自身及墻后填土趨于不穩(wěn)定。影響重力式擋土墻變形的主要因素為墻厚、墻高墻面坡度等，因此需要在接下來(lái)的工作中進(jìn)一步基于有限元分析對(duì)新型裝配式擋土墻變形模式和計(jì)算本構(gòu)模型進(jìn)行研究。