台湾集-集地震、我国玉树和汶川地震、日本的阪神地震以及美国北里奇地震等历史上大地震震灾数据表明,土工合成材料加筋土结构柔性较好,能有效改善土体结构的抗震性能。废旧轮胎加筋土结构是近10年来发展的一种新技术(若干废旧轮胎整胎或沿环向切割连接成串,形成网状或条状结构,充填土石料,用于对挡土墙、边坡、地基、桥台和岸堤等工程加筋抗震),其加筋原理类似与土工合成材料。废旧轮胎加筋土结构强度和韧性较高,变形适应性、长期稳定性、拉伸模量和其立体嵌锁结构等都较优,抗震和防撞性能良好,施工快速,成本低廉,对环境及地下水无负面影响,耐久性较好。本文通过振动台模型试验和FLAC3D数值分析,对废旧轮胎加筋路堤边坡在地震荷载作用下的响应特性进行系统的研究,探讨废旧轮胎加筋的效果、影响因素和变化规律。(1)通过振动台模型试验,考虑了不同强度和不同类型的地震波以及不同竖向加筋间距等因素对路堤边坡加筋抗震的影响规律,并与素土边坡进行了对比。结果表明,废旧轮胎加筋可显著地降低路堤边坡对地震加速度的放大效应。在汶川波作用下,不同加筋方式下,废旧轮胎加筋边坡坡顶加速度放大倍数与素土相比,减小幅度可达32%。废旧轮胎加筋路堤边坡在1/3坡高后,与素土边坡的放大倍数差值变得显著,在坡顶达到最大值。废旧轮胎的竖向加筋间距越小,路堤边坡水平加速度响应越小,抗震效果越好。各种加筋方式下,路堤边坡加速度响应减小效果具有普遍性,在不同地震波形作用下规律一致。在相同加筋方式下,施加的水平地震强度较大时,加筋边坡的加速度放大倍数减小效果更明显。在同种加筋方式,不同地震波作用下,废旧轮胎加筋路堤边坡的水平加速度响应有所差异,迁安波产生的加速度响应明显强于其他三种波形的激励。(2)基于FLAC3D数值模拟,对素土和废旧轮胎加筋间距分别为110mm、55mm、0mm的4组路堤边坡在不同烈度汶川波作用下的加速度响应进行了研究,结果表明,随着地震强度的增加路堤边坡的加速度响应越明显,路堤高度越高,加速度和位移响应就越大。与素土相比,废旧轮胎加筋可有效地阻隔地震力的传递,降低路堤边坡对地震加速度的放大效应,减小地震对路堤边坡的破坏。轮胎竖向加筋间距越小,路堤边坡模型的水平加速度放大倍数就越小,加筋抗震效果越好。(3)通过废旧轮胎加筋路堤振动台试验和FLAC3D分析的结果对比,得出在汶川波激励下FLAC3D的分析结果与振动台试验的加速度响应变化趋势基本相同,但FLAC3D数值模拟计算出来的轮胎加筋路堤加速度放大倍数小于振动台试验的结果,这可能由于在模拟轮胎加筋层时将废旧轮胎与其中填土看成一个整体来考虑,而实际上废旧轮胎与周围的土体可能会发生错动和变形。FLAC3D数值模拟的结果与振动台试验结果都表明轮胎竖向加筋间距越小,路堤边坡水平加速度放大倍数越小,振动台试验结果验证了FLAC3D数值分析计算模型和参数选取的合理性,可以用该计算模型来研究轮胎不同加筋间距的加筋工作机理及其效果。