收稿日期：2026-04-01

上线日期：2026-05-11

引用格式：郭文灏, 胡奇超, 李福秀, 等. 整体式刚性墙面加筋土桥台动力响应振动台试验研究[J/OL]．铁道科学与工程学报. (2026-05-11)[引用日期]. 

https://doi.org/10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20260395.

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加筋土桥台因其出色的服役能力，在中小型单跨桥梁建设中得到了广泛应用。在此背景下，整体式刚性墙面加筋土桥台因其较强的整体性，也逐渐受到工程界关注。然而，该类结构在地震作用下的动力响应特性及破坏机制尚不清楚，抗震设计缺少依据。为研究此类结构的动力响应特性，设计并开展了相似比为1:4的振动台模型试验，在满足相似关系的前提下，通过施加不同幅值的水平简谐波荷载，重点分析了桥台结构的加速度、墙面位移、筋材拉伸应变和土压力等响应结果。研究发现，墙面、加筋区及支挡区的加速度放大系数沿高度方向均呈现出显著的放大效应，其中墙面的放大效应高于其他两个区域。此外，墙面位移沿高度方向近似线性增大，且其位移量均处于较低水平。进一步分析表明，筋材最大拉伸应变主要出现在两个区域，即底层筋材与墙面的连接处以及顶部筋材的台座下方。台座下竖向土压力最大增量和加筋区后侧向土压力最大增量沿高度方向均呈现倒三角形分布特征；相比之下，墙后侧向土压力最大增量沿高度方向则呈现“顶底部大、中部小”的分布特征。临界加速度对整体式刚性墙面加筋土桥台的变形模式有着显著影响，当加速度幅值小于临界加速度时，墙体变形模式以向外倾斜为主，而当加速度幅值超过临界加速度时，墙面变形模式演化为顶部倾斜与底部滑移共同组成复合变形模式。 

2.1试验模型

(a) 主应力比和轴向应变曲线；(b) 三轴压缩试验曲线

图1填料的三轴压缩试验结果

(a) 整体式刚性墙面；(b) 墙面机械连接；(c) 加筋土桥台结构

(a) 峰值加速度a_p=0.2 g简谐波；(b) 加载次序

图4 试验加载

(a) a_p = 0.3 g；(b) a_p = 0.4 g

图5 整体式刚性墙面加筋土桥台不同区域的加速度放大系数

图6  最大加速度放大系数随加速度幅值的变化

(a) 墙面最大位移；(b) 墙面残余位移

图7  整体式刚性墙面加筋土桥台的墙面位移

(a) 筋材最大应变；(b) 筋材累积残余应变

图8 整体式刚性墙面加筋土桥台的筋材拉伸应变分布

(a) 各层筋材最大应变；(b) 各层筋材最大累积残余应变

图9 整体式刚性墙面加筋土桥台的最大筋材拉伸应变分布

图10整体式刚性墙面加筋土桥台台下竖向土压力最大增量

(a) 墙面；(b) 加筋区

图11 整体式刚性墙面加筋土桥台侧向土压力最大增量

(a) 墙面变形；(b) 破坏面及连接处破坏

图12 整体式刚性墙面加筋土桥台的破坏模式

1）整体式刚性墙面加筋土桥台墙面、加筋区及支挡区的加速度放大系数沿高度方向均呈现出显著的放大效应。其中墙面由于较大的刚度，导致加速度放大效应高于其他两个区域。进一步分析表明，当加速度幅值低于临界加速度时，结构初始刚度较大，最大加速度放大系数迅速增长；而当加速度幅值超过该临界值时，结构产生塑性变形导致刚度不断下降，最大加速度放大系数增长逐渐趋于平缓甚至衰减。

2）在水平简谐波作用下，墙面位移沿墙高方向近似线性增大。当加速度幅值低于临界加速度时，墙面最大水平位移和梁顶的沉降增量均较小，墙面残余变形及梁顶残余沉降也处于较低水平。随着加速度幅值进一步增大并接近临界值，墙面底部虽出现一定滑移，梁顶沉降也有所增长，但结构整体并未出现明显失稳迹象，体现出整体式刚性墙面加筋土桥台良好的抗震性能。

3）各层筋材的最大应变和最大累积残余应变随着加速度幅值的增加而逐渐增大。当加速度幅值较小时，受到上部结构产生的惯性力作用影响，顶部筋材台座下方区域应变较大。随着加速度幅值的持续增加，墙面底部产生滑移，底部筋材与墙面连接处的应变显著增加，各层筋材最大应变沿高度最终形成了“顶部与底部较大、中间较小”的分布特征。

4）台座下侧的竖向土压力最大增量受台座竖向振动作用影响，沿高度方向整体呈现出倒三角形分布特征。墙后侧向土压力最大增量则主要受到上部结构惯性力与上覆土体挤压效应的共同作用，沿墙高形成“顶部与底部较大、中部较小”的分布趋势，并且随着加速度幅值的增大，该特征愈加显著。相比之下，加筋区背后由于约束较小，其背后侧向土压力最大增量整体水平低于刚性墙面背后。同时，由于沿着深度方向上部结构惯性力作用的影响不断减弱，致使加筋区侧向土压力最大增量沿高度方向呈现出不同于墙面的倒三角形分布形式。

5）临界加速度对整体式刚性墙面加筋土桥台的变形模式有着显著影响。当加速度幅值小于临界加速度时，墙体变形模式以向外倾斜为主，而当加速度幅值超过临界加速度时，墙面底部开始出现滑移，墙体向外倾覆趋势增强，表明其变形模式已由单一的顶部倾斜演化为顶部倾斜与底部滑移共同组成复合变形模式。当加速度幅值进一步增加时，桥台后土体外侧出现连续破坏面，并且顶层筋材在与墙体连接处发生拉断破坏，说明在抗震设计中，应增加墙体底部的抗滑设计，并对顶层筋材与墙面的连接处进行重点加强。此外，由于模型试验设计时未考虑基础埋深可能导致墙面底部位移结果偏于保守，但相关结论对整体式刚性墙面加筋土桥台的抗震设计仍具有一定的参考意义。