生态景观加筋材料挡土结构研究现状与展望

师新业，陈志伟，高逸成

（1.浙江省工程勘察院，浙江　宁波　315000；2.中船第九设计研究院工程有限公司，上海　200000； 3.上海海洋工程和船厂水工特种工程技术研究中心，上海　200000）

生态景观加筋材料挡土结构研究现状与展望

师新业1，陈志伟2，3，高逸成2，3

（1.浙江省工程勘察院，浙江宁波315000；2.中船第九设计研究院工程有限公司，上海200000； 3.上海海洋工程和船厂水工特种工程技术研究中心，上海200000）

主要论述了生态景观挡土结构的工程应用发展历史、结构特色、结构形态和研究意义，重点介绍了生态景观挡土结构研究进展，包括加筋土变形规律的研究、加筋挡土结构的模型试验研究、加筋与砌块及生态袋间的界面作用特性研究；在此基础上总结了现有研究成果的主要结论，指出了现有景观生态挡土结构的缺陷，分析了研究盲点并对该工艺进行了展望。

公路；生态景观挡土结构；变形规律；研究进展；研究方向

近年来，景观加筋挡土结构逐渐得到发展。中国也开始从国外引进这项技术，并应用于挡土墙工程中。江苏、浙江、广西等地随着对城市规划与景观要求的提高，柔性护坡工艺被广泛使用，并逐渐应用于生态水利工程（生态河畔、水土保持、水库涨落带复绿、湿地工程、湖岸和海岸工程等）、公路工程（路基边坡、挡土墙工程、山体开挖边坡、桥墩护坡、涵洞进出口“八字”墙、声屏障、生态隔离带、膨胀土边坡、冻融地区边坡等）、铁路工程（路基边坡、挡土墙工程、山体开挖边坡、桥墩护坡、涵洞进出口“八字”墙、风景区生态边坡等）、市政工程（山体复绿、城市中心生态河岸、公园湖岸、垃圾掩埋场、矿山复绿、高尔夫球场、屋顶绿化、园艺景观墙、盐碱地边坡等）、房地产（人工景观河道、住宅区边坡、亲水挡土墙、屋顶绿化等）和其他工程（坡体坍塌紧急处理、沙漠绿化、自然保护区、河湖海岸防护堤岸、军事工事、弹药储存点、防洪墙、生态垂直墙、已有硬体结构面的生态复绿）中。但还缺乏完整的设计施工规范、产品质量规范、检测方法和结构稳定机理分析等标准，需结合工程建设进行研究和推广。

1　景观加筋挡土结构发展及研究意义

1.1景观加筋挡土结构的发展

生态景观加筋挡土结构作为一种新兴并迅速发展的技术，主要分为砼砌块挡土结构和绿维抗老化生态袋挡土结构两种形式。与传统刚性挡土结构相比，生态景观加筋挡土结构的柔性挡土和加筋柔性挡土结构对地基承载力要求低，能充分利用并改良土体材料的变形和强度特性，对环境适应性高，既可减少开挖运输，降低造价，又可进行绿化形成人造景观，是工程与自然和谐共存的一种结构形式，在各种挡土结构工程和边坡防护工程中具有广阔的应用价值。

砼砌块在1960年首先用作砼栏栅挡土结构系统，标志着现代砌块挡土结构的诞生。现代砌块挡土结构是一种先进的符合建筑学原理的砼面层系统，块体采用机械制造或铸造成无筋砼块。景观砌块挡土结构出现于1980年代，美国首先将该结构应用于实际工程中。1996年，北美已有10万个挡土结构采用常规砌块挡土结构或加筋砌块挡土结构，其中25％为加筋砌块挡土结构。自2003年开始，这种工厂制作的水泥铸造砌块产品在中国开始规模化生产。砌块外表面采用劈裂工艺形成粗糙的花岗岩表面形态，使砌块挡土结构具有良好的外观效果。在砌块成型过程中，在填料内添加给定色调的矿石粉，使砌块形成不同的色调，由于矿石粉具有高抗风化特性，砌块挡土结构在运行过程中可以说永不褪色。在设计时若能注意挡土结构在走向方向的曲线形态，高度方向组成错落有致的台阶，配合绿化，将产生优美的景观效果。将这种在国内刚起步的挡土结构命名为景观砌块加筋挡土结构。该结构的视觉效果由仿花岗岩砌块墙面和绿化景观组成，图1为其实例。

2000年后，以绿维抗老化生态袋作为挡土结构层面和护坡表面并在工程中得到应用，使不同坡度的挡土结构和边坡工程成为统一绿色、抗冲蚀性好的新型结构。绿维抗老化生态袋是由聚丙烯（PP）或聚酯纤维（PET）为原材料制成的双面熨烫针刺无纺布加工而成的袋子。在充分考虑材料力学、水利学、生物学、植物学等要求的前提下，对抗紫外生态袋的厚度、单位质量、物理力学性能、外形、纤维类型、受力方式、方向、几何尺寸和透水性能及满足植物生长的等效孔径等指标进行严格筛选，具有抗紫外（UV）、抗老化、无毒、不助燃、裂口不延伸的特点，真正实现了零污染。主要应用于柔性生态边坡建造，生态袋边坡防护绿化，是荒山、矿山修复、高速公路边坡绿化、河岸护坡、内河整治中的重要施工方法之一。图2为其实例。

图1　砌块挡土结构效果

图2　绿维生态护坡效果

在中国，加筋土技术研究和应用始于20世纪70年代中期，1978年在云南田坝贮煤场修建了第一座试验性加筋土挡土墙，1980年在山西晋城—陵川公路上修建了第一座公路加筋土挡土墙。同时广泛开展了加筋土技术研究，从理论研究、模型试验和现场试验到机理分析都取得了有益成果，使加筋土技术得到了推广。

1.2景观加筋挡土结构的研究意义

景观加筋挡土结构和绿色护坡技术实现产业化后，在有效保护自然环境、促进产业发展和降低工程造价等方面具有突出效益。经测算，景观加筋挡土结构的造价比浆砌和现浇砼挡土墙低25％～40％，还可带动护坡结构发展，形成绿色砌块护坡系统。

中国一些地区由于山区多，高速公路路堤普遍较高，若采用素填土路堤，边坡坡度大多为1∶1.5 ～1∶2.0，当路堤高度达到15 m时，坡度还要放缓才能保证路堤稳定。较缓的坡比意味着占用较多的土地，鉴于国土资源相对贫乏，增加坡度将可大大节省占用土地。同时，当边坡绿化较差（特别是施工期和运行初期）或路堤填土抗冲刷能力较差时，边坡冲刷较严重，甚至引起浅层滑坡。而在丘陵地带和山区修建高速公路，由于周围地形地貌和高速公路线路纵坡要求的限制，经常会碰到高填方路堤和深开挖路堤，在这种情况下，经常不可能按规范规定的边坡比放坡。选择经济合理的路堤边坡防护形式以保证高路堤和深路堑边坡的稳定成为丘陵地带和山区高速公路修建中迫切需要解决的问题。纵观中国高速公路的建设发展，不论是东南沿海地区从节省耕地占用的角度出发，还是丘陵地带和山区保证高路堤和深路堑边坡稳定性的角度出发，都迫切需要研究新的经济合理的路堤边坡防护形式。

景观加筋挡土结构将是增加路堤稳定性和美化路堤边坡的有效措施。该结构坡面可采用近于直立的形式，无论是用砌块面板或生态袋防护，都具有很好的防冲刷能力和良好的景观效果，在公路工程高填方路段采用这种挡土结构，可减少土地占用面积，增强边坡的绿化、景观效果，提高边坡的稳定性。

2　景观加筋挡土结构的优点

在土木、水利工程建设中经常使用挡土结构，其中重力式挡土墙使用最为广泛。按照建筑材料分类，重力式挡土墙使用最多的是干砌或浆砌块石，也有现浇砼结构，因其造价较高，不能大量使用。干砌或浆砌块石挡土墙由于是散体结构，抗剪和抗弯刚度低，通常体积大，对地基承载力和变形要求高，在土基上不能设计成高度大的挡土结构。近年来，由于环保要求不断提高，开山挖石受到越来越严格的控制，干砌或浆砌块石挡土墙造价不断增加。

景观加筋挡土结构克服传统条石、干砌块石、现浇砼等重力式挡土结构体积大、耗材多、对地基承载力要求高、外观呆板等缺点，其外观漂亮、柔性好、对地基承载力要求低、工厂生产使得质量易于保证、现场安装规范简单并具有很好的生态景观效应。尤其是绿维生态护坡能依靠植物良好的根系使护坡具有一定的固土和抗冲能力，同时生态护坡具有造价低、能美化环境的独特效果，在国外已得到广泛应用，在国内也有一些应用。克服了原浆砌块石护坡的呆板和生硬，使工程与自然统一；利用不同季节植物的形状和颜色，可大大改善工程环境；避免采用非自然的材料，避免了二次环境污染；生态护坡满足了人们的亲水要求；因设置了多孔性构造，对生物的生长和水质起到了保护作用。绿维生态边坡系统是集柔性结构、生态、环保和节能四位一体的建筑工程领域的一种高级形态，它使结构和生态绿化得到了一次性实现，为边坡建设领域的生态环保建设提供了技术保证。

加筋景观挡土结构和加筋边坡是一种复合结构体系，由水平分层铺设在填土中，加筋材料将土体改良成加筋土，利用加筋土的高抗剪强度和一定的抗拉强度形成稳定性好的不同坡度的边坡工程，再将坡面形态漂亮的砼砌块或生态袋装土由加筋与加筋土连接成整体，形成一个整体挡土结构体系，由砌块或生态袋装填料和其后的加筋土层共同抵抗土压力作用并保持结构稳定。

景观加筋挡土结构与传统干砌或浆砌块石重力式挡土墙、现浇砼挡土墙等结构相比具有如下优点： 1）挡土结构本身重量轻。通过在预制砼块中留孔的方法，使块体的表观重度控制在18～20 k N/m3，比岩石和现浇砼的重度低，基本上与压实土的重度一致。2）块体间具有相互咬合连接。预制块间通过台阶、榫接等方式相互咬合，具有锁定作用，增加了接触面的剪切强度，从而提高了承担土压力的能力，并且这种设计好的咬合连接能够适应较大变形。3）砌块与墙后填土形成整体。通过墙体和墙后填土中分层铺设的土工格栅形成的加筋连接，使砌块与墙后填土形成整体结构，改善了挡土结构受力特性。两层加筋之间的墙体砌块仅承受两层加筋之间的土压力作用，该土压力再由土工格栅加筋和加筋区土体的界面作用传递到加筋土区。4）砌块外观劈裂面为粗糙的花岗岩景观形态，色调可根据工程整体自然环境效果调配，有几十种颜色供设计人员选择。颜色为自然岩石粉调和而成，具有抗风化能力强、在设计寿命期限内不褪色的特点。5）安装快捷，施工速度快，质量控制和检测系统完善，工程造价低。6）绿维生态边坡系统排水更顺畅，绿化更多样，造型美观、实用。7）边坡结构稳定，维修方便，构件轻巧，能抵抗一定的变形和位移。8）采用节能环保材料，节约土地资源。9）可与刚性结构结合使用。10）耐久性好；友好的生态效应；美观的整体效果；功能性好；施工方便；节约材料，经济性好。

而传统边坡存在以下缺陷：1）传统的硬体材料护坡。全部采用高污染、高能源消耗材料；不能绿化；破坏周围自然环境；需设置的结构缝成了易损部位；施工周期长；需设置排水系统；边坡需要“三通一平”的施工条件，在有些地方已列为限制使用的技术，如浆砌石边坡、预制砼块护坡等。挡土墙需要基础结构，增加工程造价和施工难度；需大量模板，脚手架；造价高，如浆砌石挡土墙、钢筋砼挡土墙等。2）传统的绿化护坡。土层厚度小，一般不超过10 cm，达不到草本植物维持长久生态的最少土层厚度20 cm的要求；只能种草本，不能种植乔木、灌木；坡面要求很平顺；抗冲蚀能力差，后期养护管理复杂；需专业机械配合施工；植被易退化死亡等。

3　景观加筋挡土结构的形态

砌块加筋挡土结构的面层为形态各异的砌块，几乎能满足任何建设单位和设计者的审美要求，随着审美观的变化和力学性能研究的深入，不断有新的砌块形态专利申报和公开。图3为美国砼协会出版的砌块挡土结构设计手册中介绍的各种形态的砌块，图4为砌块加筋挡土结构的一种典型剖面形态，其中显示了砌块挡土墙的立面形态、分层加筋位置和筋材与砌块面层间的连接等信息。

图3　已研究或有潜力的砌块形态

图4　砌块加筋挡土结构的典型剖面

生态加筋挡土结构的面层为不同尺寸的生态袋组成，一般一项工程可采用一种生态袋或几种生态袋，绿维抗老化生态袋是由聚丙烯或聚酯纤维为原材料制成的双面熨烫针刺无纺布加工而成的袋子（见图5），常见生态袋的袋型及规格表1。

图5　生态袋的形状

表1　常见生态袋的袋型及规格

图6为生态袋加筋挡土结构的一种典型剖面形态，亦称为复合稳定的生态加筋土挡墙（复合稳定的生态边坡+加筋格栅=复合稳定的生态加筋土挡墙），其中显示了生态袋挡土墙的立面形态、分层加筋位置和筋材与生态袋层间的连接等信息。

图6　生态袋挡土结构剖面图

4　景观挡土结构的研究进展

国内外针对加筋景观挡土结构和绿色护坡技术进行了较系统的研究，主要集中在加筋土变形规律、加筋挡土结构模型试验和加筋与砌块（生态袋）间的相互作用等方面。

4.1加筋土变形规律研究

对加筋土变形规律的研究采用3种分析方法： 1）将加筋土分成两种性质不同的材料即土和筋材，两者通过界面相互作用，在计算中引入接触面单元，称为分离式方法。该分析方法的研究重点是加筋与填土间的界面作用特性。2）将加筋土体看成一种宏观上均匀的复合材料，土与筋材间相互作用表现为内力而不须考虑，称为复合式方法。该分析方法的研究重点是加筋土作为复合材料的本构关系。3）将筋材的作用当成一个附加的压应力作用在加筋土的土骨架上，取加筋土中的土体进行计算，称为等效附加应力法。该法在如何实现不断变化的附加应力等效方面难度较大，目前应用并不广泛。下面分述前两种方法的研究进展。

分离式方法的研究重点是加筋与填土间的界面作用特性，主要通过界面作用特性试验和数值模拟进行研究。筋土界面作用特性试验主要有直剪试验和拉拔试验。文献［10]～［15]通过拉拔试验研究了土工格栅与填土界面间的作用特性的机理；文献［16]研究了拉拔试验盒的尺寸和其他因素对土工格栅与填土界面间拉拔试验结果的影响；文献［17]利用X射线研究了拉拔试验过程中填土和加筋材料的位移及土工织物的刚度、锚固长度、法向应力、填土种类对筋土界面作用特性的影响；文献［18]通过室内拉拔试验研究了镀锌铁带和砼板两种加筋材料与粉煤灰间的界面作用特性，分析了加筋材料与粉煤灰界面间的摩擦系数随拔出位移、筋条刚度和埋深、粉煤灰的含水率和密实度及压实初应力的变化规律；文献［19]通过室内和现场拉拔试验研究了土工格栅与无黏性填土间的界面作用特性，提出了确定界面摩阻力的两种方法，即修正的过程控制法和平均摩阻力法，这两种方法确定的界面作用参数分别适用于有限元分析和极限平衡分析；文献［20]研究了单调和循环拉拔力作用下加筋与填土间的界面作用特性；文献［21]通过现场拉拔试验研究了土工织物与填土界面间的作用特性；文献［22]通过直剪试验研究了无纺土工织物和编织土工织物与均匀中砂间的界面作用特性；文献［23]通过试验研究，发现土工带、土工布、土工网、土工格栅等筋材与中砂界面间存在一个临界摩阻强度，拔出荷载小于临界摩阻强度时摩阻强度随法向荷载的增大而线性增大，拔出荷载大于临界摩阻强度时摩阻强度随上覆法向压力的增大不明显，此后筋材被拔出或拔断；文献［24]研究了土工格栅的纵肋和横肋对其与填土界面间作用特性的影响；文献［25]研究了拉拔试验盒前挡板刚度、加筋材料刚度、法向应力和填料密度对加筋与填土界面间作用特性的影响；文献［26]、［27]以5种不同种类国产土工合成材料为加筋材料，以砂和石灰粉煤灰为填料，通过拉拔试验和直剪试验比较了各种土工合成材料与填料的界面作用特性；文献［28]通过试验，发现筋材与填料间的界面是软弱滑动面；文献［29]以国内外关于筋土界面参数测试仪器和方法的研究为基础，结合加筋土边坡和地基中筋土界面相互作用特征，归纳总结了加筋土界面相互作用参数测试方法合理选择的原则；文献［30]从试验加载方式、拉拔箱侧壁边界效应和尺寸效应、填料厚度和压实度及筋材夹持情况等方面分析了影响拉拔试验的主要因素；文献［31]研究了超固结作用对砂土与土工膜间界面作用特性的影响，发现砂土与土工膜间界面的峰值摩擦系数随着超固结作用的增加而增大，但残余摩擦系数基本不变；文献［32]、［33]通过拉拔试验，研究了土工格栅的结构和刚度、在填土中的埋设长度及法向应力对土工格栅与粒状填土界面间作用特性的影响，并提出了确定峰值和残余抗拔力的理论计算公式；文献［34]、［35]通过试验，发现在较低法向应力作用下，玻璃纤维双向土工格栅与土界面间的破坏形式为土工格栅的整体被拔出破坏，但当法向应力增加到一定值后，土工格栅与土界面间的破坏形式转变为土工格栅的纵肋被拔出破坏，土工格栅和土体界面间的表观摩擦角和表观粘着力均随着土体含水率的增加而降低，土工格栅与土体界面间的破坏形式由土工格栅的整体被拔出破坏转变为纵肋被拔出破坏时对应的法向应力随着土体含水率的增加而增大。在数值模拟方面，文献［21]、［36]～［37]采用切向刚度系数随应力水平变化的双曲线模型模拟了筋土间的接触特性；文献［39]采用两节点接触单元模拟了筋土间的接触特性；文献［40]利用ANSYS软件中的面-面接触模型模拟了筋土间的接触特性；文献［41]～［43]利用FLAC软件中的接触面模型模拟了筋土间的接触特性；文献［44]利用弹塑性模型模拟了土与土工格栅的相互作用。

复合式方法将加筋体和土体作为一种复合材料，研究重点是加筋土作为复合材料的本构关系，主要通过三轴试验和数值模拟进行研究。在加筋土的三轴试验方面，文献［45]通过三轴不排水压缩试验，发现强透水性加筋材料可提高黏土的不排水强度，低透水性加筋材料可降低黏土的不排水强度。文献［46]通过试验，发现拉力破坏条件下加筋仅提高粉煤灰的粘聚力；粘着破坏条件下，加筋不仅可提高粉煤灰的粘聚力，还可显著提高粉煤灰的内摩擦角。文献［47]通过三轴固结不排水和固结排水压缩试验，发现土工网加筋可提高黏土的强度，且这种差别随着加筋层数的增加而增大；在不排水条件下，加筋通过提高加筋土的粘聚力提高加筋土的抗剪强度；在排水条件下，加筋通过提高加筋土的内摩擦角提高加筋土的抗剪强度。文献［48]通过加筋黄土的三轴压缩试验，发现加筋黄土的强度随加筋层数增多而提高，且呈非线性关系。文献［49]通过三轴压缩试验，发现无纺土工织物、双向土工格栅和土工网加筋砂土的破坏由砂土破坏控制；经编土工格栅和玻璃纤维土工格栅加筋砂土破坏由加筋纵、横向筋条结点的抗剪强度控制。文献［50]、［51]通过大三轴试验，研究了不同结构筋材（条带式、双向垂直条带式和网）的加筋土的应力应变关系，建议用双曲线模型作为复合加筋土的本构模型。文献［52]通过对加筋土静三轴试验结果的规格化处理分析，发现在加筋土受力过程中存在一个加筋材料发挥作用的临界应变，其大小与围压、加筋层数、土性等有关。文献［53]通过三轴压缩试验，发现并不是加筋层数越多越有利于土体的稳定，而是表现为加筋土的强度与布筋位置和间距有一定的关系。文献［54]、［55]研究发现立体加筋砂土的强度随竖向筋的高度增加而增大；立体加筋不仅能提高砂土的粘聚力，也能增加砂土的内摩擦角，尤其是双侧立体加筋砂土；在竖向筋总高度相同时，双侧立体加筋形式比单侧立体加筋更能有效提高砂土的强度，并在试验的基础上利用极限平衡理论建立了双层立体加筋土的强度模型。在本构模型方面，文献［57]利用Klivin的粘弹性模型得出了一个比较接近于工程实际的本构方程；文献［58]基于均质横观各向同性的概念，建立了加筋土的非线性模型；文献［59]将加筋复合土体视为一种近似的横观各向同性体，引入摩擦等效附加应力的概念来模拟土与加筋体之间复杂的界面作用，得到了加筋复合土体的本构关系；文献［60]用均质化的方法建立了加筋土的弹塑性模型；文献［61]采用均质化的方法建立了加筋土的多相模型。

4.2加筋挡土结构的模型试验研究

文献［67]通过室内试验发现，随着加筋长度的增加，墙面土压力明显减小，加筋拉力显著增大；当其他条件一定时，拉筋的弹性模量越大越能有效减小墙面土压力。文献［68]通过试验和数值模拟，发现加筋土挡墙的土压力小于各种理论的主动土压力。文献［69]通过现场试验和非线性有限元计算，发现加筋土挡墙面板后的土压力变化随覆土深度的增加呈现先快后慢的特性，其分布呈抛物线形，文献［70]通过离心模型试验也得出了类似结论。文献［71]通过对加筋土挡墙大型模型试验土压力测试结果的分析，提出加筋土挡墙的土压力系数应区分为填土自重土压力系数和超载土压力系数；自重土压力系数在墙顶为主动土压力系数，至墙底为静止土压力系数，其间按直线规律变化；超载土压力系数随超载的大小而变化，它们沿墙高均近似取为常数。文献［72]通过原型墙观测和数值模拟，发现加筋土挡墙墙背的最大压力发生在H/3处，其上、下压力分别呈线性增加、减少。文献［73]通过试验，发现当加筋长度与墙高之比≥0.7时，加筋长度不会影响加筋的拉力；当加筋长度与墙高之比<0.7时，加筋的拉力随着加筋长度的减小而增加；在加筋刚度、密度相同的情况下，加筋层数对挡墙稳定所需的总力几乎没有影响。文献［74]通过复合加筋土挡墙的原型观测，发现各层拉筋拉力沿筋长方向呈波浪状，出现2个或多个峰值。文献［75]通过对加筋砌块挡土结构的观测，发现加筋之间的相互影响会导致上层加筋较大的水平变形。文献［76]通过加筋风积沙挡墙离心模型试验研究，发现同一加筋层拉应变呈中部大、两端小的分布形式；与无加筋挡墙相比，加筋后回填区抗剪强度被动用的土体范围增大，但并非随加筋层加密而呈线性增大；回填区抗剪强度被动用的土体范围呈倒三角形。

文献［77]通过模型试验，发现加筋土挡墙面板的位移主要受筋材刚度和筋材长度影响。文献［78]通过模型试验，研究了加筋砖面板挡土墙的破坏模式，发现即使很短的加筋长度也可大幅度提高砖面板挡土墙的承载能力。文献［79]通过数值模拟，发现影响连续面板加筋挡土墙水平变形的主要因素是筋材刚度和填土的内摩擦角。文献［80]通过试验，发现加筋土挡墙的变形和破坏面形式与所采用的加筋材料的刚度有关。文献［81]通过研究，发现当加筋挡土墙后填土为黏性土时，在其中可能会产生超静孔隙水压力，超静孔压的存在使土压力的大小及分布、潜在滑裂面的位置都有所改变。文献［82]通过大型模型试验，发现具有上覆荷载的加筋土结构存在两组潜在的滑动破裂面。

综上所述，现有关于加筋与填土间界面作用特性的研究都是针对不同的土体和加筋材料进行的，其结果虽然能解释加筋土体的一些力学特性，但还没有一个适用于加筋土体的公认的筋土界面模型。国内外加筋土挡墙破坏实例表明，绝大部分加筋土挡墙破坏是在降雨期间或降雨后发生的，主要原因在于降雨入渗造成填土含水率增加，加筋与填土间的界面强度降低，而现有研究结果很少考虑含水率变化对加筋与填土间界面作用特性的影响。采用复合式方法研究加筋土的本构关系时，现有成果中大部分资料来源于加筋土小三轴试验结果，没有考虑试样的尺寸效应。关于加筋土挡墙的模型试验主要针对连续面板式加筋土挡墙，关于面板为砌块式的加筋土挡墙的研究则很少。

4.3加筋与砌块及生态袋间的界面作用特性研究

加筋景观挡土结构墙面板砌块与筋带之间采用摩擦连接，如果加筋与墙面板砌块之间的摩擦力小于墙面板所受的墙背土压力，加筋与墙面板砌块之间会发生相对滑动，破坏整个加筋土挡墙的稳定，造成整个工程失败。但现有研究对于加筋与墙面板的连接强度涉及甚少。国外进行的类似研究主要针对纤维加筋砼中纤维与砼界面间的作用特性，如文献［62]通过拉拔试验，研究了聚丙烯纤维在水泥体中的埋入长度和纤维表面粗糙度对其与水泥体间连接强度的影响。国内有少数学者进行了加筋砌块挡土结构的砌块与加筋间界面作用特性的试验研究，如文献［63]通过拉拔试验研究了模块加筋土挡墙中模块与土工格栅连接强度特性，结果表明连接强度的大小与连接的构造形式及格栅强度有关；文献［64]通过直剪试验研究了模块式加筋土挡墙墙面板与土工格栅之间的摩擦性质，结果表明竖向压应力与摩擦力及摩擦因数成对数关系；文献［65]、［66]通过室内拉拔试验，发现当竖向压力较大时，双向土工格栅会在其与上砌块后缘互锁连接接触处被拉断，且此时双向土工格栅发挥出的抗拉强度远小于其条带拉伸情况下的抗拉强度，并从工程安全和充分发挥加筋材料抗拉强度的角度出发，建议在砌块加筋挡土墙工程中选择丙纶长丝机织土工布作为加筋材料。

5　结论及展望

（1）与传统重力式挡土结构相比，生态景观加筋挡土结构具有耐久性强、生态效应友好、整体效果美观、施工方便、经济、节约材料和工程用地、对地基要求低、能适应较大变形等诸多优势。

（2）目前国内加筋挡土结构的加筋材料基本采用土工格栅，希望能开发研究并应用一些新型材料及不同材料的复合形式。

（3）各种加筋材料和不同土体界面作用特性研究有待进一步完善，为工程实践提供借鉴和指导。

（4）通过研究砌块间的互锁形式及互锁位置对砌块与加筋连接强度的影响，设计结构合理的砌块形态；通过对现有生态袋各种性能试验的研究，发展新的生态袋形式和开发利用新材料生态袋并进一步合理改善生态袋之间的整体连接稳定，以便更好地应用于工程实践。

（5）生态挡土结构面层的稳定性研究，即各种加筋材料在不同土体环境下与不同砼砌块间界面作用特性研究和各种加筋材料在不同土体环境下与不同形式生态袋界面间作用特性研究需进一步完善，为工程实践提供借鉴和指导。

（6）下雨或积水情况下，生态挡土结构体内地下水位上升，含水率变大，静水压力变大，会导致结构体面层破坏甚至整个工程破坏，对这方面的研究有待完善。同时应设计合理的排水方式，及时降低结构体的地下水位，减少结构体的含水率，进而保证工程安全。

（7）实际工程中生态景观加筋挡土结构的破坏主要有外部稳定、内部稳定、面层局部稳定和整体稳定等破坏类型，在设计时要充分考虑各种破坏因素，适当增加安全系数。同时通过试验和工程实践进一步完善设计施工规范、产品质量规范、检测方法和结构稳定机理分析等标准，以更好地结合工程建设进行研究和推广。在具体工程中，应在综合考虑加筋材料与砌块间的连接强度、延伸率、抗老化性能和经济性等的基础上选择合适的加筋材料和生态景观挡土形式，并做好施工安全和工程监测，保证工程的顺利进行。

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