加筋土挡墙的抗震性能在许多地震中已得到验证,如台湾集集地震、日本阪神大地震、美国加州北岭地震等。在日本与欧美地区,加筋土挡墙被广泛建于地震活跃区。然而,在我国受限于较为落后的施工技术与抗震理念,工程中仍大量采用重力式结构,其中我国公路规范规定:当地震动峰值加速度不小于0.2g时,不宜采用加筋土挡墙。近年来随着我国基础建设的发展,大量土建工程需要穿过高烈度地震区,例如在建成昆复线铁路最大抗震设防烈度为0.3g,而川藏铁路最大设防烈度由铁路规范中的最大值0.4g提高为0.6g。为此开展轻型支挡结构加筋土挡墙动力性能与抗震设计方法的研究十分必要。本文结合中国铁路总公司科技研究开发计划项目—地震高烈度区铁路路基轻型支挡结构抗震关键技术研究,以加筋土挡墙结构形式与地震荷载下的动力响应特征为核心,采用室内模型试验、解析计算、数值仿真的方式对其动力性能与设计方法开展了详尽的研究工作。本文的主要研究内容与结论如下:(1)针对分块式面板刚度小、变形大,整体现浇式面板施工工序繁杂的现状,在总结文献调研结果的基础上,结合加筋土挡墙面板性能与施工要求,提出了新型组合式面板加筋土挡墙。(2)根据相似准则,分别设计并开展了分块式面板加筋土挡墙、整体式面板加筋土挡墙、组合式面板加筋土挡墙振动台模型试验,采集了墙体位移、动土压力、加速度、筋材应变等。试验结果显示:分块式面板挡墙的墙体水平位移最大,同时高强度荷载作用下时面板砌块之间将产生较大的相对变形;在铁路抗震设防烈度范围内,组合式面板的整体性与整体式面板近似;模型试验测得的土压力增量小于理论计算值;墙体内部的加速度放大系数随着加载加速度的增大呈先增大后减小的趋势;与整体式面板加筋土挡墙相比,组合式面板时筋材的拉力更小,特别是加速度大于0.4g时。(3)通过拟动力法与极限分析法,推导了刚性面板加筋土挡墙滑动与转动屈服加速度系数解析式,同时分析了拟动力参数、筋材参数等对墙体稳定性的影响。参数分析表明:与拟静力规范法不同,本文提出的方法可以体现拟动力参数、筋材布置方式、筋材强度等对屈服加速度系数的影响。(4)将面板、填土(筋材)-面板相互作用分别等效为欧拉伯努利梁、弹簧,采用传递矩阵法建立了变截面面板加筋土挡墙自振频率计算模型。参数分析表明:相较于填土,面板对加筋土挡墙基频的影响更显著。(5)采用有限差分软件Flac开展了地震荷载下全尺寸加筋土挡墙动力仿真分析。参数分析表明:与填土摩擦角、筋材及连接件相比,荷载强度、填土模量、面板模量对墙体动力响应的影响更大。(6)综合模型试验结果、数值模拟结果以及拟静力法计算结果,对加筋土挡墙抗震设计进行了探讨。研究发现:与动土压力相比,惯性力对结构稳定性的影响更大,同时拟静力法低估了外荷载的作用高度;面板惯性力与刚度对筋材拉力影响显著。