CN106013217A - 抗爆生态挡土墙的构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了抗爆生态挡土墙的构建方法，包括以下步骤：(1)拆除破损的挡土墙基础；(2)按照预先评估合格的生态挡土墙模型转化成的施工图纸，进行新基础的现场浇筑；(3)按照施工图纸进行第一预制混凝土管状砌块层的铺设；(4)在第一预制混凝土管状砌块层的后方回填第一层回填土；(5)填充种植土；(6)按照施工图纸在第一预制混凝土管状砌块层的顶面摊铺土工布，在土工布上进行水泥砂浆摊铺；同理，重复上述的步骤三至步骤六的循环，在下一层预制混凝土管状砌块层上铺设上一层预制混凝土管状砌块层直至达到施工图纸的设计标高。本发明施工方法简单，施工后的结构具有良好的生态效益。

Description

抗爆生态挡土墙的构建方法

技术领域

本发明涉及护坡技术领域，具体涉及抗爆生态挡土墙的构建方法。

背景技术

挡土墙建于坡地，用以加固土坡或石坡，在水利、交通、市政工程中，是一种最为常见的建筑物。传统硬质挡墙材质通常由石材或钢筋混凝土浇筑而成，质量可靠，技术成熟，在工程上利用非常广泛。但是这种挡土墙由于本身对土体造成分隔，对生态环境造成较大影响，特别是河道沿线挡墙。对于河道来说，墙前为水体，墙后为土体，两者在天然状态下有机交融，各类动植物可以自由交互，形成一个完整的生态系统，但由于传统挡墙的硬质特点，将水和土强行隔开，两者失去交流通道，对局部环境造成很大破坏。

相关技术中，为解决上述问题，陆续出现了多种生态挡墙，但由于仍处在摸索阶段，目前这些生态挡墙均存在各式各样的问题。主要问题集中在：为了软化驳岸，形成两边通透的结构，往往挡墙设计的比较复杂，不太适合工地现场；抗爆性能差。

发明内容

针对上述问题，本发明提供抗爆生态挡土墙的构建方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

抗爆生态挡土墙的构建方法，包括以下步骤：

Step1拆除破损的挡土墙基础，挖除部分原基础对应的岸堤，挖除的岸堤呈稳定的边坡状，并应漏出一定长度的原基础；

Step2按照预先评估合格的生态挡土墙模型转化成的施工图纸，进行新基础的现场浇筑，以及设置加强筋，以连接原基础；

Step3按照施工图纸进行第一预制混凝土管状砌块层的铺设；

Step4在第一预制混凝土管状砌块层的后方回填第一层回填土；

Step5在第一预制混凝土管状砌块层的所有预制混凝土管状砌块内、预制混凝土管状砌块之间的缝隙内填充种植土；

Step6按照施工图纸在第一预制混凝土管状砌块层的顶面摊铺土工布，在土工布上进行水泥砂浆摊铺；

同理，重复上述的步骤三至步骤六的循环，在下一层预制混凝土管状砌块层上铺设上一层预制混凝土管状砌块层直至达到施工图纸的设计标高。

本发明的有益效果为：

1、将原基础包裹在新基础中，实现了新老基础的共同工作共同变形；

2、管状砌块内和相邻管状砌块间设置种植土，利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益。

3、通过预制管状砌块进行挡土墙构建，结构简单，可简化施工，利于现场施工。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的应用场景不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1是抗爆生态挡土墙的构建方法流程示意图；

图2是对生态挡土墙结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估的流程示意图。

具体实施方式

结合以下应用场景对本发明作进一步描述。

应用场景1

参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的抗爆生态挡土墙的构建方法，包括以下步骤：

Step1拆除破损的挡土墙基础，挖除部分原基础对应的岸堤，挖除的岸堤呈稳定的边坡状，并应漏出一定长度的原基础；

Step2按照预先评估合格的生态挡土墙模型转化成的施工图纸，进行新基础的现场浇筑，以及设置加强筋，以连接原基础；

Step3按照施工图纸进行第一预制混凝土管状砌块层的铺设；

Step4在第一预制混凝土管状砌块层的后方回填第一层回填土；

Step5在第一预制混凝土管状砌块层的所有预制混凝土管状砌块内、预制混凝土管状砌块之间的缝隙内填充种植土；

Step6按照施工图纸在第一预制混凝土管状砌块层的顶面摊铺土工布，在土工布上进行水泥砂浆摊铺；

同理，重复上述的步骤三至步骤六的循环，在下一层预制混凝土管状砌块层上铺设上一层预制混凝土管状砌块层直至达到施工图纸的设计标高。

本发明的上述实施例将原基础包裹在新基础中，实现了新老基础的共同工作共同变形；管状砌块内和相邻管状砌块间设置种植土，利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益；通过预制管状砌块进行挡土墙构建，结构简单，可简化施工，利于现场施工，解决了上述的技术问题。

优选的，所述按照施工图纸进行混第一凝土管状砌块层的铺设，包括以下步骤：

Step1在新基础上进行底板浇筑；

Step2在底板顶部的外缘设置凸缘，在凸缘的后方按照施工图纸标明的铺设方式进行第一排预制混凝土管状砌块的铺设，在第一排预制混凝土管状砌块的后方进行第二排预制混凝土管状砌块的铺设；

Step3继续按照施工图纸标明的铺设方式进行铺设，直至铺设完成第一预制混凝土管状砌块层。

本优选实施例利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益；通过预制管状砌块进行挡土墙构建，结构简单，可简化施工，利于现场施工。

优选的，相邻两个预制混凝土管状砌块层的第一排预制混凝土管状砌块错位布置。本优选实施例利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益。

优选的，所述生态挡土墙模型通过CAD辅助设计进行构建，所述评估为对生态挡土墙模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，包括：

(1)运用有限元软件LS-DYNA对所述生态挡土墙结构模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定生态挡土墙结构模型中动力响应最强烈的区域；

(2)在所述动力响应最强烈的区域中确定生态挡土墙结构模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；

(3)通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：

$L=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N\frac{S_i(1-\mathrm{\σ})+Q_i\mathrm{\σ}}{Q_i}}{N}$

其中，S_i为第i个主要构件的剩余使用寿命，Q_i为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；

损伤评估系数ψ的计算公式为：

$\mathrm{\ψ}=(1-\frac{P_{y_i}}{{\mathrm{KP}}_i}-T_1)(S_{M_i}-T_2\×L),i=1,\mathrm{..}N$

其中，T₁为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T₁∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，P_i为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T₂为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；

若损伤评估系数ψ＜0时，生态挡土墙结构模型满足设计要求，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对生态挡土墙结构进行设计。

本优选实施例对设计的生态挡土墙结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，取评估合格的生态挡土墙结构模型作为施工图纸的原型，根据施工图纸进行施工，进一步保证了施工后生态挡土墙结构的抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建生态挡土墙结构模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；且在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。

优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括以下步骤：

Step1往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；

Step2在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；

Step3将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。

本优选实施例增加了设计的可靠度，提高了挡土墙的安全性。

优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。

本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度，使得设计更加贴近现实情况。

本应用场景的上述实施例取σ＝0.1，设计速度相对提高了15％，结构的抗爆性能相对提高了10％。

应用场景2

参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的抗爆生态挡土墙的构建方法，包括以下步骤：

Step1拆除破损的挡土墙基础，挖除部分原基础对应的岸堤，挖除的岸堤呈稳定的边坡状，并应漏出一定长度的原基础；

Step2按照预先评估合格的生态挡土墙模型转化成的施工图纸，进行新基础的现场浇筑，以及设置加强筋，以连接原基础；

Step3按照施工图纸进行第一预制混凝土管状砌块层的铺设；

Step4在第一预制混凝土管状砌块层的后方回填第一层回填土；

Step5在第一预制混凝土管状砌块层的所有预制混凝土管状砌块内、预制混凝土管状砌块之间的缝隙内填充种植土；

Step6按照施工图纸在第一预制混凝土管状砌块层的顶面摊铺土工布，在土工布上进行水泥砂浆摊铺；

同理，重复上述的步骤三至步骤六的循环，在下一层预制混凝土管状砌块层上铺设上一层预制混凝土管状砌块层直至达到施工图纸的设计标高。

本发明的上述实施例将原基础包裹在新基础中，实现了新老基础的共同工作共同变形；管状砌块内和相邻管状砌块间设置种植土，利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益；通过预制管状砌块进行挡土墙构建，结构简单，可简化施工，利于现场施工，解决了上述的技术问题。

优选的，所述按照施工图纸进行混第一凝土管状砌块层的铺设，包括以下步骤：

Step1在新基础上进行底板浇筑；

Step2在底板顶部的外缘设置凸缘，在凸缘的后方按照施工图纸标明的铺设方式进行第一排预制混凝土管状砌块的铺设，在第一排预制混凝土管状砌块的后方进行第二排预制混凝土管状砌块的铺设；

Step3继续按照施工图纸标明的铺设方式进行铺设，直至铺设完成第一预制混凝土管状砌块层。

本优选实施例利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益；通过预制管状砌块进行挡土墙构建，结构简单，可简化施工，利于现场施工。

优选的，相邻两个预制混凝土管状砌块层的第一排预制混凝土管状砌块错位布置。本优选实施例利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益。

优选的，所述生态挡土墙模型通过CAD辅助设计进行构建，所述评估为对生态挡土墙模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，包括：

(1)运用有限元软件LS-DYNA对所述生态挡土墙结构模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定生态挡土墙结构模型中动力响应最强烈的区域；

(2)在所述动力响应最强烈的区域中确定生态挡土墙结构模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；

(3)通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：

$L=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N\frac{S_i(1-\mathrm{\σ})+Q_i\mathrm{\σ}}{Q_i}}{N}$

其中，S_i为第i个主要构件的剩余使用寿命，Q_i为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；

损伤评估系数ψ的计算公式为：

$\mathrm{\ψ}=(1-\frac{P_{y_i}}{{\mathrm{KP}}_i}-T_1)(S_{M_i}-T_2\×L),i=1,\mathrm{..}N$

其中，T₁为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T₁∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，P_i为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T₂为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；

若损伤评估系数ψ＜0时，生态挡土墙结构模型满足设计要求，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对生态挡土墙结构进行设计。

本优选实施例对设计的生态挡土墙结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，取评估合格的生态挡土墙结构模型作为施工图纸的原型，根据施工图纸进行施工，进一步保证了施工后生态挡土墙结构的抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建生态挡土墙结构模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；且在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。

优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括以下步骤：

Step1往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；

Step2在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；

Step3将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。

本优选实施例增加了设计的可靠度，提高了挡土墙的安全性。

优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。

本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度，使得设计更加贴近现实情况。

本应用场景的上述实施例取σ＝0.15，设计速度相对提高了12％，结构的抗爆性能相对提高了8％。

应用场景3

参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的抗爆生态挡土墙的构建方法，包括以下步骤：

Step1拆除破损的挡土墙基础，挖除部分原基础对应的岸堤，挖除的岸堤呈稳定的边坡状，并应漏出一定长度的原基础；

Step2按照预先评估合格的生态挡土墙模型转化成的施工图纸，进行新基础的现场浇筑，以及设置加强筋，以连接原基础；

Step3按照施工图纸进行第一预制混凝土管状砌块层的铺设；

Step4在第一预制混凝土管状砌块层的后方回填第一层回填土；

Step5在第一预制混凝土管状砌块层的所有预制混凝土管状砌块内、预制混凝土管状砌块之间的缝隙内填充种植土；

Step6按照施工图纸在第一预制混凝土管状砌块层的顶面摊铺土工布，在土工布上进行水泥砂浆摊铺；

同理，重复上述的步骤三至步骤六的循环，在下一层预制混凝土管状砌块层上铺设上一层预制混凝土管状砌块层直至达到施工图纸的设计标高。

本发明的上述实施例将原基础包裹在新基础中，实现了新老基础的共同工作共同变形；管状砌块内和相邻管状砌块间设置种植土，利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益；通过预制管状砌块进行挡土墙构建，结构简单，可简化施工，利于现场施工，解决了上述的技术问题。

优选的，所述按照施工图纸进行混第一凝土管状砌块层的铺设，包括以下步骤：

Step1在新基础上进行底板浇筑；

Step2在底板顶部的外缘设置凸缘，在凸缘的后方按照施工图纸标明的铺设方式进行第一排预制混凝土管状砌块的铺设，在第一排预制混凝土管状砌块的后方进行第二排预制混凝土管状砌块的铺设；

Step3继续按照施工图纸标明的铺设方式进行铺设，直至铺设完成第一预制混凝土管状砌块层。

本优选实施例利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益；通过预制管状砌块进行挡土墙构建，结构简单，可简化施工，利于现场施工。

优选的，相邻两个预制混凝土管状砌块层的第一排预制混凝土管状砌块错位布置。本优选实施例利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益。

优选的，所述生态挡土墙模型通过CAD辅助设计进行构建，所述评估为对生态挡土墙模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，包括：

(1)运用有限元软件LS-DYNA对所述生态挡土墙结构模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定生态挡土墙结构模型中动力响应最强烈的区域；

(2)在所述动力响应最强烈的区域中确定生态挡土墙结构模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；

(3)通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：

$L=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N\frac{S_i(1-\mathrm{\σ})+Q_i\mathrm{\σ}}{Q_i}}{N}$

其中，S_i为第i个主要构件的剩余使用寿命，Q_i为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；

损伤评估系数ψ的计算公式为：

$\mathrm{\ψ}=(1-\frac{P_{y_i}}{{\mathrm{KP}}_i}-T_1)(S_{M_i}-T_2\×L),i=1,\mathrm{..}N$

其中，T₁为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T₁∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，P_i为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T₂为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；

若损伤评估系数ψ＜0时，生态挡土墙结构模型满足设计要求，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对生态挡土墙结构进行设计。

本优选实施例对设计的生态挡土墙结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，取评估合格的生态挡土墙结构模型作为施工图纸的原型，根据施工图纸进行施工，进一步保证了施工后生态挡土墙结构的抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建生态挡土墙结构模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；且在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。

优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括以下步骤：

Step1往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；

Step2在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；

Step3将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。

本优选实施例增加了设计的可靠度，提高了挡土墙的安全性。

优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。

本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度，使得设计更加贴近现实情况。

本应用场景的上述实施例取σ＝0.2，设计速度相对提高了14％，结构的抗爆性能相对提高了12％。

应用场景4

参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的抗爆生态挡土墙的构建方法，包括以下步骤：

Step1拆除破损的挡土墙基础，挖除部分原基础对应的岸堤，挖除的岸堤呈稳定的边坡状，并应漏出一定长度的原基础；

Step2按照预先评估合格的生态挡土墙模型转化成的施工图纸，进行新基础的现场浇筑，以及设置加强筋，以连接原基础；

Step3按照施工图纸进行第一预制混凝土管状砌块层的铺设；

Step4在第一预制混凝土管状砌块层的后方回填第一层回填土；

Step5在第一预制混凝土管状砌块层的所有预制混凝土管状砌块内、预制混凝土管状砌块之间的缝隙内填充种植土；

Step6按照施工图纸在第一预制混凝土管状砌块层的顶面摊铺土工布，在土工布上进行水泥砂浆摊铺；

同理，重复上述的步骤三至步骤六的循环，在下一层预制混凝土管状砌块层上铺设上一层预制混凝土管状砌块层直至达到施工图纸的设计标高。

本发明的上述实施例将原基础包裹在新基础中，实现了新老基础的共同工作共同变形；管状砌块内和相邻管状砌块间设置种植土，利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益；通过预制管状砌块进行挡土墙构建，结构简单，可简化施工，利于现场施工，解决了上述的技术问题。

优选的，所述按照施工图纸进行混第一凝土管状砌块层的铺设，包括以下步骤：

Step1在新基础上进行底板浇筑；

Step2在底板顶部的外缘设置凸缘，在凸缘的后方按照施工图纸标明的铺设方式进行第一排预制混凝土管状砌块的铺设，在第一排预制混凝土管状砌块的后方进行第二排预制混凝土管状砌块的铺设；

Step3继续按照施工图纸标明的铺设方式进行铺设，直至铺设完成第一预制混凝土管状砌块层。

本优选实施例利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益；通过预制管状砌块进行挡土墙构建，结构简单，可简化施工，利于现场施工。

优选的，相邻两个预制混凝土管状砌块层的第一排预制混凝土管状砌块错位布置。本优选实施例利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益。

优选的，所述生态挡土墙模型通过CAD辅助设计进行构建，所述评估为对生态挡土墙模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，包括：

(1)运用有限元软件LS-DYNA对所述生态挡土墙结构模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定生态挡土墙结构模型中动力响应最强烈的区域；

(2)在所述动力响应最强烈的区域中确定生态挡土墙结构模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；

(3)通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：

$L=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N\frac{S_i(1-\mathrm{\σ})+Q_i\mathrm{\σ}}{Q_i}}{N}$

其中，S_i为第i个主要构件的剩余使用寿命，Q_i为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；

损伤评估系数ψ的计算公式为：

$\mathrm{\ψ}=(1-\frac{P_{y_i}}{{\mathrm{KP}}_i}-T_1)(S_{M_i}-T_2\×L),i=1,\mathrm{..}N$

其中，T₁为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T₁∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，P_i为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T₂为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；

若损伤评估系数ψ＜0时，生态挡土墙结构模型满足设计要求，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对生态挡土墙结构进行设计。

本优选实施例对设计的生态挡土墙结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，取评估合格的生态挡土墙结构模型作为施工图纸的原型，根据施工图纸进行施工，进一步保证了施工后生态挡土墙结构的抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建生态挡土墙结构模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；且在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。

优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括以下步骤：

Step1往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；

Step2在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；

Step3将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。

本优选实施例增加了设计的可靠度，提高了挡土墙的安全性。

优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。

本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度，使得设计更加贴近现实情况。

本应用场景的上述实施例取σ＝0.25，设计速度相对提高了15％，结构的抗爆性能相对提高了12％。

应用场景5

参见图1、图2，本应用场景中的一个实施例的抗爆生态挡土墙的构建方法，包括以下步骤：

Step1拆除破损的挡土墙基础，挖除部分原基础对应的岸堤，挖除的岸堤呈稳定的边坡状，并应漏出一定长度的原基础；

Step2按照预先评估合格的生态挡土墙模型转化成的施工图纸，进行新基础的现场浇筑，以及设置加强筋，以连接原基础；

Step3按照施工图纸进行第一预制混凝土管状砌块层的铺设；

Step4在第一预制混凝土管状砌块层的后方回填第一层回填土；

Step5在第一预制混凝土管状砌块层的所有预制混凝土管状砌块内、预制混凝土管状砌块之间的缝隙内填充种植土；

Step6按照施工图纸在第一预制混凝土管状砌块层的顶面摊铺土工布，在土工布上进行水泥砂浆摊铺；

同理，重复上述的步骤三至步骤六的循环，在下一层预制混凝土管状砌块层上铺设上一层预制混凝土管状砌块层直至达到施工图纸的设计标高。

本发明的上述实施例将原基础包裹在新基础中，实现了新老基础的共同工作共同变形；管状砌块内和相邻管状砌块间设置种植土，利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益；通过预制管状砌块进行挡土墙构建，结构简单，可简化施工，利于现场施工，解决了上述的技术问题。

优选的，所述按照施工图纸进行混第一凝土管状砌块层的铺设，包括以下步骤：

Step1在新基础上进行底板浇筑；

Step2在底板顶部的外缘设置凸缘，在凸缘的后方按照施工图纸标明的铺设方式进行第一排预制混凝土管状砌块的铺设，在第一排预制混凝土管状砌块的后方进行第二排预制混凝土管状砌块的铺设；

Step3继续按照施工图纸标明的铺设方式进行铺设，直至铺设完成第一预制混凝土管状砌块层。

本优选实施例利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益；通过预制管状砌块进行挡土墙构建，结构简单，可简化施工，利于现场施工。

优选的，相邻两个预制混凝土管状砌块层的第一排预制混凝土管状砌块错位布置。本优选实施例利于植物种植和水、岸生物交换，具有良好的生态效益。

优选的，所述生态挡土墙模型通过CAD辅助设计进行构建，所述评估为对生态挡土墙模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，包括：

(1)运用有限元软件LS-DYNA对所述生态挡土墙结构模型在预设爆炸荷载作用下的动力响应进行数值模拟和数据处理，确定生态挡土墙结构模型中动力响应最强烈的区域；

(2)在所述动力响应最强烈的区域中确定生态挡土墙结构模型的主要构件，建立主要构件的三维有限元模型；

(3)通过显示动力学分析软件计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，通过MATLAB对主要构件进行损伤程度评估，设置损伤评估系数ψ，考虑到爆炸荷载下温度对结构性能参数的影响，引入温度修正系数K,K的取值范围通过试验求得为[0.91，0.99]，考虑到结构使用对结构性能参数的影响，引入疲劳指数L：

$L=\frac{{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^N\frac{S_i(1-\mathrm{\σ})+Q_i\mathrm{\σ}}{Q_i}}{N}$

其中，S_i为第i个主要构件的剩余使用寿命，Q_i为第i个主要构件的设计使用寿命，σ为疲劳因子，σ的取值范围是[0.1，0.3]，N表示具有的主要构件的数目；

损伤评估系数ψ的计算公式为：

$\mathrm{\ψ}=(1-\frac{P_{y_i}}{{\mathrm{KP}}_i}-T_1)(S_{M_i}-T_2\×L),i=1,\mathrm{..}N$

其中，T₁为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的破坏程度阈值，T₁∈[0,0.2]，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，P_i为第i个主要构件的设计竖向承载力，N表示具有的主要构件的数目，为第i个主要构件在爆炸荷载作用下的最大位移，T₂为设定的表示主要构件在爆炸荷载作用后处于轻度损伤时的临界位移值；

若损伤评估系数ψ＜0时，生态挡土墙结构模型满足设计要求，若损伤评估系数ψ≥0时，需重新对生态挡土墙结构进行设计。

本优选实施例对设计的生态挡土墙结构模型进行爆炸荷载作用下的损伤程度评估，取评估合格的生态挡土墙结构模型作为施工图纸的原型，根据施工图纸进行施工，进一步保证了施工后生态挡土墙结构的抗爆性能；采用在爆炸荷载作用下的损伤程度评估方法构建生态挡土墙结构模型，实现了对结构的定量控制设计，评估方法简单，提高了设计的速度，且适用性广；且在爆炸荷载作用下的损伤程度评估中，引入温度修正系数，增加了设计的可靠度，引入疲劳指数，使得设计更加贴近现实情况。

优选的，所述计算主要构件在爆炸荷载作用下的剩余竖向承载力，包括以下步骤：

Step1往主要构件的顶面缓慢施加竖向荷载，模拟主要构件实际承受的竖向荷载，所述竖向荷载为主要构件的设计竖向承载力的20％；

Step2在主要构件的前表面施加预设的爆炸荷载，分析计算得到主要构件的完整动力响应过程，其中当主要构件上的所有节点的速度低于0.1m/s时，定义结构已达到静力平衡，停止分析计算；

Step3将主要构件的所有节点的速度皆强制设置为0，重新向主要构件的顶面施加竖向力直至主要构件倒塌，得到爆炸荷载损伤后主要构件的竖向力-位移曲线，根据所述竖向力-位移曲线得到主要构件的剩余竖向承载力。

本优选实施例增加了设计的可靠度，提高了挡土墙的安全性。

优选的，在对主要构件进行损伤程度评估前，先排除其它扰动带来的干扰，设其它扰动对建筑物带来的损伤为H，引入干扰阈值G，若H>G，则先对干扰进行排除再进行损伤评估。

本优选实施例在损伤程度评估前，引入干扰阈值，其它扰动进行排除，增加了设计的可靠度，使得设计更加贴近现实情况。

本应用场景的上述实施例取σ＝0.3，设计速度相对提高了10％，结构的抗爆性能相对提高了12％。

最后应当说明的是，以上应用场景仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳应用场景对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (3)

1.抗爆生态挡土墙的构建方法，其特征是，包括以下步骤：

Step1拆除破损的挡土墙基础，挖除部分原基础对应的岸堤，挖除的岸堤呈稳定的边坡状，并应漏出一定长度的原基础；

Step2按照预先评估合格的生态挡土墙模型转化成的施工图纸，进行新基础的现场浇筑，以及设置加强筋，以连接原基础；

Step3按照施工图纸进行第一预制混凝土管状砌块层的铺设；

Step4在第一预制混凝土管状砌块层的后方回填第一层回填土；

Step5在第一预制混凝土管状砌块层的所有预制混凝土管状砌块内、预制混凝土管状砌块之间的缝隙内填充种植土；

Step6按照施工图纸在第一预制混凝土管状砌块层的顶面摊铺土工布，在土工布上进行水泥砂浆摊铺；

同理，重复上述的步骤三至步骤六的循环，在下一层预制混凝土管状砌块层上铺设上一层预制混凝土管状砌块层直至达到施工图纸的设计标高。

2.根据权利要求1所述的抗爆生态挡土墙的构建方法，其特征是，所述按照施工图纸进行混第一凝土管状砌块层的铺设，包括以下步骤：

Step1在新基础上进行底板浇筑；

Step2在底板顶部的外缘设置凸缘，在凸缘的后方按照施工图纸标明的铺设方式进行第一排预制混凝土管状砌块的铺设，在第一排预制混凝土管状砌块的后方进行第二排预制混凝土管状砌块的铺设；

Step3继续按照施工图纸标明的铺设方式进行铺设，直至铺设完成第一预制混凝土管状砌块层。

3.根据权利要求2所述的抗爆生态挡土墙的构建方法，其特征是，相邻两个预制混凝土管状砌块层的第一排预制混凝土管状砌块错位布置。