土工合成材料構造物的抗震性能-李廣信

摘要: 文中介紹了日本阪神地震、美國北里奇地震、土耳其伊斯坦布爾地震、中美洲薩爾瓦多地震、臺灣集-集地震以及我國四川的汶川地震中一些加筋擋土墻加筋邊坡的震后調查。結果表明, 看似柔弱的土工合成材料, 具有良好的抗震性能。同時也介紹了用EPS(聚苯乙烯板塊) 作為填料的優異抗震性能。

引言

老子在道德經中所闡述的強弱、剛柔關系充滿了辯證的智慧。 故堅強者死之徒, 柔弱者生之徒, 是以兵強則滅, 木強則折, 強大處下, 柔弱處上 。2008年南方大雪, 木折于林者隨處可見, 而柔韌的竹林受害很輕, 輕軟的草地雪后則欣欣而向榮。所謂峣峣者易折, 皦皦者易污 。 主要由于木強則折 ,它們特立獨行, 不能適應自然。

在地震災害及其對策方面, 這種強弱、剛柔的表現是很有說服力的。片面地強調抗 震, 一味地加強加固, 堅基剛柱, 鐵壁石墻, 與自然力相抗衡, 其結果常常是墻傾柱摧, 損失慘重。圖1、2是日本阪神地震中剛硬的鋼筋混凝土墩柱在地震波作用下被剪斷、折斷的情況。與混凝土比較, 土要軟弱得多; 與鋼筋比較, 塑料格柵要柔軟得多。但是柔軟的加筋土結構的允許應變很大, 變形模量低, 在大應變時產生的次生內力并不高; 它也有較高的阻尼, 可有效地吸收能量, 所以能適應地震而不破壞。由于它能夠順應自然, 應之以順則治 , 所以損失極小。許多地震后的調查表明, 土工合成材料加筋構造物具有良好的抗震效能。

1 地震中的加筋擋土墻

1. 1阪神地震

1995年的阪神地震為里氏7. 2級。在阪神地震中, 人們調查了120個加筋土構造物(其中70% 高度大于5m, 15%高度超過10m) , 設計地面加速度為0. 15~ 0. 2g, 實際加速度0. 27g。震后調查表明: 其中10個分離式的混凝土整體墻面開裂, 3個墻有明顯的橫向位移, 變形在4~ 113mm 之間, 超過22個結構的地地面位移明顯。但是所有這些結構都保持著使用功能。其中Tanata加筋土擋土墻墻高4. 5m, 格柵設計強度29kN /m,

在地震以后只是在墻頂和緊鄰電纜溝的底部發生20cm的水平位移。

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