《G7挡土墙设计》PPT课件

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1、1 第 七 章 2 一 、 设 置 挡 土 墙 情 形 ：1.节 约 用 地 （ 限 制 ） 或 减 小 土 方 量 。2.抗 滑 保 护 措 施 （ 稳 定 ） 。3.防 水 流 冲 淘 岸 坡 。二 、 设 计 内 容 ：1.类 型 选 择 ： 原 则 ： 稳 定 、 经 济 、 可 靠 、 耐 久 、 美 观 。2.构 造 设 计 ； 3.材 料 选 取 ； 4.土 压 力 计 算 ； 5.稳 定 性 分 析 。7.1 挡 土 墙 的 类 型 、 构 造 和 布 置一 、 类 型 ：按 结 构 形 式 和 特 点 分 有 ： 重 力 式 、 薄 壁 式 、 锚 固 式 、 垛 式 、 加

2、 筋 土 式 等按 位 置 分 有 ： 路 肩 墙 、 路 堤 墙 、 路 堑 墙 。 1.重 力 式 ： 依 靠 墙 身 自 重 抵 抗 侧 土 压 力 （ 墙 后 土 体 的 ） ， 断 面 尺 寸 较 大 。又 分 为 直 线 式 （ 仰 斜 、 俯 斜 和 垂 直 墙 背 ） 和 折 线 式 （ 凸 式 和 衡 重 式 ） 。2. 薄 壁 式 ： 钢 筋 混 凝 土 结 构 ， 墙 身 断 面 较 薄 ， 靠 土 重 来 平 衡 侧 向 压 力 。有 悬 臂 式 、 扶 壁 式 和 柱 板 式 （ 路 堑 高 边 坡 ） 3 3.锚 固 式 ： 锚 杆 式 、 锚 定 板 式 、 桩

3、板 式 。4.垛 式 ： 钢 筋 混 凝 土 构 件 纵 横 交 错 拼 装 成 框 架 。5.加 筋 土 式 ： 面 板 、 拉 筋 、 填 土 三 者 的 结 合 体 。 填 土 与 拉 筋 间 的 摩 擦 力改 善 了 土 的 性 质 ， 使 得 填 土 与 拉 筋 结 合 成 为 一 体 。 面 板 的 作 用 是 阻 挡 填土 塌 落 挤 出 ， 迫 使 土 与 拉 筋 结 合 为 整 体 。二 、 构 造 ： 包 括 墙 身 、 基 础 、 填 料 、 排 水 设 施 和 沉 降 伸 缩 缝 等 。1.墙 身 ： 根 据 墙 的 用 途 、 高 度 及 墙 址 处 的 地 形 、

4、性 质 、 水 文 等 条 件 定 ，考 虑 材 料 强 度 和 整 体 稳 定 。1） 石 砌 挡 土 墙 ：仰 斜 墙 背 ： 1： 0.151： 0.25， 不 能 缓 于 1： 0.30俯 斜 墙 背 ： 1： 0.151： 0.4， 低 墙 H 0.5m， 干 砌 时 0.6m， 干 砌 挡 土 墙 顶 部0.5m内 用 砂 浆 砌 筑 ， 以 利 稳 定 。 4 2） 悬 臂 式 挡 土 墙 ： 面 坡 常 用 1： 0.021： 0.05， 背 坡 可 直 立 。 顶 宽 0.15m， 路 肩 墙 0.2m， 踵 板 采 用 等 厚 ,趾 板 端部 厚 度 可 减 薄 ,但 不

5、小 于 0.30m。 扶 壁 式 挡 土 墙 的 立 壁 ,常为 等 厚 ,间 距 常 取 墙 高 的 1/31/2,厚 度 约 为 间 距 的 1/81/6,但 不 小 于 0.3m 。 踵 板趾 板 立 壁3） 锚 杆 式 挡 土 墙 ： 为 便 于 立 柱 和 挡 板 安 装 ， 大 多 采 用 竖 直 墙 面 。 立 柱 间 距2.53.5m， 每 根 立 柱 视 其 高 布 置 23根 锚 杆 ， 锚 杆 的 位 置 应 尽 量 使 立 柱 受 弯 分布 均 匀 。 锚 杆 一 般 水 平 向 下 倾 斜 1045， 并 使 锚 杆 长 度 尽 可 能 短 。 锚 杆 的 有效 锚

6、固 长 度 在 岩 层 中 一 般 不 小 于 4 m,在 稳 定 土 层 内 ， 应 有 910m。 锚 孔 内 灌 以膨 胀 水 泥 砂 浆 ； 锚 孔 口 与 墙 面 间 一 段 锚 杆 采 用 沥 青 包 扎 防 锈 。 挡 墙 分 级 设 置时 ， 每 级 高 度 不 大 于 6m,两 级 之 间 留 有 12m的 平 台 ， 以 利 施 工 操 作 和 安 全 。4） 加 筋 土 挡 墙 ： 面 板 应 坚 固 、 美 观 、 便 于 运 输 与 安 装 。 预 制 的 面 板 有 十 字 形、 六 角 形 、 长 条 形 等 ； 拉 筋 用 抗 拉 强 度 高 、 蠕 变 量 小

7、 、 柔 韧 性 和 耐 久 性 好 的材 料 ： 如 钢 带 （ 厚 不 小 于 3mm， 宽 不 小 于 30mm） 、 钢 筋 混 凝 土 带 （ 厚 610 cm,宽 1025cm ） 、 聚 丙 烯 土 工 带 （ 厚 大 于 0.8mm， 宽 大 于 18mm） 。 拉 筋 长 一 般 为 (0.81.0)H ,但 底 部 不 小 于 3m， 同 时 不 小 于 0.4H 。 拉 筋 与 面 板 结 点 的 间距 横 向 常 为 0.51.0m， 竖 向 为 0.250.75m， 面 板 与 拉 筋 连 接 可 用 螺 栓 或 焊 接 。相 邻 面 板 间 的 连 接 常 用 企

8、口 和 插 销 。 墙 高 超 过 12m时 ， 中 部 应 设 错 台 ， 即 有利 于 调 整 墙 面 水 平 位 移 ， 减 少 面 板 对 地 基 的 压 力 并 便 于 施 工 操 作 。 另 外 ， 加筋 体 顶 部 的 面 板 上 应 设 置 路 檐 板 ， 以 固 定 和 约 束 面 板 ， 并 可 安 装 栏 杆 。 5 2.基 础 ： 通 常 挡 土 墙 可 直 接 建 造 在 天 然 基 础 上 。 加 筋 挡 土 墙 的 面 板 ， 除 平 整的 坚 硬 地 基 外 ， 其 底 部 应 设 置 宽 不 小 于 0.3m、 厚 不 小 于 0.2m的 条 形 混 凝 土基

9、 础 。 当 基 础 较 软 弱 时 ， 采 用 扩 大 基 础 。 墙 趾 台 阶 的 宽 度 不 小 于 0.2 m， 高度 按 材 料 的 刚 性 角 确 定 。 墙 趾 处 地 面 陡 坡 而 地 基 较 完 整 坚 硬 的 岩 层 时 ， 可将 基 础 做 成 台 阶 形 。 台 阶 的 高 宽 比 不 宜 小 于 2： 1， 宽 度 不 宜 小 于 0.5 m。 挡 土 墙 的 基 础 应 埋 置 足 够 的 深 度 ， 以 保 证 其 稳 定 性 。 土 质 地 基 ， 基 底 埋深 一 般 应 在 地 表 下 不 少 于 1m（ 加 筋 土 挡 墙 的 面 板 基 础 底 面

10、不 应 小 于 0.6m）； 受 水 流 冲 刷 时 ， 应 在 冲 刷 线 下 至 少 1 m； 有 冻 胀 影 响 时 ， 应 在 冻 胀 线 以 下不 少 于 0.25 m， 但 非 冻 胀 土 地 基 可 不 受 此 限 制 。 岩 石 地 基 ， 应 清 除 表 面 风 化层 ， 基 础 嵌 入 岩 层 的 深 度 不 少 于 0.150.6m； 当 风 化 层 较 厚 而 难 于 清 除 时 ，可 将 基 底 埋 在 风 化 层 中 。 对 加 筋 土 挡 墙 ， 应 设 宽 度 不 小 于 1m的 护 脚 。 当 挡土 墙 位 于 地 质 不 良 地 段 ， 基 底 土 内 可

11、能 出 现 滑 动 面 时 ， 应 将 基 底 埋 置 在 滑 动面 以 下 一 定 深 度 （ 稳 定 岩 层 中 不 小 于 0.5m， 稳 定 土 中 不 小 于 2.0m） ， 或 采取 其 他 措 施 ， 以 防 墙 随 土 体 一 起 滑 动 。3.填 料 ： 挡 土 墙 的 背 后 ， 一 般 采 用 当 地 的 土 回 填 并 压 实 ， 有 条 件 时 ， 应 尽 量 选 用 有 意 断 级 配 、 内 摩 擦 角 大 、 透 水 性 好 、 遇 水 后 不 易 膨 胀 和 非 冻 胀 性 的材 料 ， 如 砂 砾 、 碎 石 等 。 加 筋 土 内 的 填 料 ， 应 能

12、与 拉 筋 产 生 足 够 的 摩 阻 力， 易 于 压 实 ， 并 具 有 良 好 的 水 温 稳 定 性 。 加 筋 体 填 料 的 压 实 度 ， 在 距 面 板1m以 内 ， 全 部 墙 高 不 低 于 90%； 1m以 外 ， 则 与 路 基 压 实 度 要 求 相 同 。 6 4.排 水 设 施 ： 挡 土 墙 要 采 用 适 当 的 排 水 设 施 ， 以 免 墙 身 承 受 额 外 的 侧 压 力 （ 水压 、 冻 胀 压 力 ） 。 墙 后 坡 面 和 加 筋 体 顶 面 应 做 好 排 水 处 理 。 如 设 排 水 沟 。 路 堑墙 墙 趾 前 的 边 沟 应 予 于 铺

13、 砌 加 固 ； 非 浸 水 的 加 筋 土 挡 墙 ， 当 面 板 埋 深 小 于 1米时 ， 宜 在 墙 面 地 表 处 设 置 宽 为 1米 的 混 凝 土 或 浆 砌 片 石 散 水 。 浆 砌 挡 土 墙 ， 因自 身 不 透 水 ， 为 防 墙 后 积 水 ， 应 根 据 渗 水 量 在 墙 身 的 适 当 高 度 设 置 泄 水 孔 。 泄水 孔 常 为 510cm的 圆 孔 ， 或 5cm 10cm、 10cm 10cm、 15cm 20cm的 方 孔 ；其 间 距 一 般 为 23m， 最 下 排 的 出 水 口 底 部 应 高 出 地 面 0.3m。 在 泄 水 孔 的 进

14、 水口 周 围 ， 应 采 用 具 有 反 滤 作 用 的 粗 颗 粒 材 料 覆 盖 ， 以 免 填 料 流 失 而 阻 塞 孔 道 。5.沉 降 伸 缩 缝 ： 为 避 免 地 基 不 均 匀 沉 降 而 引 起 墙 身 开 裂 ， 须 按 墙 高 和 地 基 性质 的 变 异 ， 设 置 沉 降 缝 。 同 时 ， 为 防 止 圬 工 砌 体 因 结 硬 收 缩 和 温 度 变 化 而 产生 裂 缝 ， 须 设 置 伸 缩 缝 。 这 两 种 缝 一 般 都 合 并 设 置 ， 统 称 沉 降 伸 缩 缝 。 此 缝自 墙 顶 做 到 基 底 ， 缝 宽 23cm， 土 质 地 基 ，

15、每 隔 1015m设 一 道 ； 岩 石 地 基 间距 可 适 当 增 大 。 浆 砌 挡 土 墙 的 沉 降 伸 缩 缝 内 可 用 胶 泥 填 塞 ； 但 在 渗 水 量 大 的而 填 料 容 易 流 失 ， 或 冻 害 严 重 地 区 ， 则 宜 用 沥 青 麻 筋 或 沥 青 木 板 等 具 有 弹 性的 材 料 ， 沿 挡 土 墙 内 、 外 、 顶 三 方 填 塞 ， 深 度 不 宜 小 于 15cm； 当 墙 后 填 石 且 冻 害 不 严 重 时 ， 可 不 嵌 填 材 料 ， 仅 设 空 缝 。 加 筋 土 挡 墙 的 沉 降 缝 处 ， 应 采 用异 形 面 板 ， 形 成

16、 直 缝 ， 宽 12cm。 钢 筋 混 凝 土 悬 臂 式 和 扶 壁 式 挡 土 墙 的 伸 缩缝 ， 可 采 用 企 口 缝 ， 间 距 不 超 过 30m。三 、 布 置 ： 横 向 布 置 、 纵 向 布 置 和 平 面 布 置 7 7.2 土 压 力 计 算土 压 力 类 别 ： 有 主 动 土 压 力 、 被 动 土 压 力 和 静 止 土 压 力 。 挡 土 墙 承 受 的 土 压 力 ， 涉 及 到 填 料 、 墙 和 地 基 三 者 之 间 的 相 互 作 用 ， 是一 个 非 常 复 杂 的 问 题 。 目 前 应 用 最 广 的 土 压 力 理 论 是 以 土 体 的

17、极 限 平 衡 条件 为 基 础 的 朗 金 和 库 伦 理 论 。 路 基 挡 土 墙 是 一 种 条 形 结 构 物 ， 可 沿 纵 向 取单 位 长 度 的 挡 土 墙 进 行 研 究 。 挡 土 墙 往 往 受 到 墙 后 主 动 土 压 力 的 作 用 。一 、 计 算 理 论 和 公 式 ：1.朗 金 理 论 ： 又 称 极 限 应 力 法 )sinsin(arcsin21)90(21 0 对 一 具 有 倾 斜 表 面 的 无 粘性 半 无 限 土 体 ， 当 土 体 侧向 伸 张 而 达 到 极 限 平 衡 状态 时 ， 将 出 现 两 组 剪 切 面（ 破 裂 面 ） 。 为

18、 土 体 表 与 水 平 面的 夹 角 ；为 土 的 内 摩 擦 角 。 90- H H/3 z Ea z=zkaB V 8 此 时 ， 上 、 下 侧 剪 切 面 所 夹 的 锲 体 内 ， 处 于 朗 金 主 动 应 力 状 态 ， 作 用 于竖 直 面 BV上 人 任 一 深 度 处 的 主 动 土 压 力 z(kPa)为 : az zKz )coscoscos coscoscos(cos 22 22)245(tansin1 sin1 )0();()/( 2 3 aaK ，；，K m，zmkN 时当 土 体 表 面 为 水 平 面括 号 内 部 分为 朗 金 主 动 土 压 力 系 数

19、的 深 度为 计 算 点 在 土 体 表 面 下为 土 的 容 重 土 压 应 力 沿 深 度 呈 三 角 形 分 布 ， 作 用 方 向 与 土 体 表 面 平 行 ， 其 合 力Ea作 用 于 BV面 高 度 H 的 下 三 分 点 处 ， 大 小 为 ： aH za KHdzE 20 21 因 此 ， 朗 金 理 论 仅 适 用 于 墙 后 填 料 内 存 在 朗 金 主 动 应 力 状 态 的 情 况 。 即必 须 符 合 下 列 条 件 ：1.挡 土 墙 不 妨 碍 第 二 破 裂 面 的 形 成 ， 即 墙 背 （ 或 假 想 墙 背 ） 倾 斜 角 应 大于 外 破 裂 角 ；2

20、.位 于 第 二 破 裂 与 墙 背 之 间 的 土 楔 不 沿 墙 背 下 滑 ， 而 随 墙 一 起 移 动 ， 即 作用 在 墙 背 上 的 总 压 力 与 墙 背 法 线 的 夹 角 小 于 墙 背 摩 擦 角 ；3.墙 后 填 料 表 面 必 须 为 平 面 ， 其 上 无 荷 载 或 有 连 续 均 布 荷 载 作 用 ；。 填 料 表 面 倾 角.4 9 若 墙 后 填 料 表 面 上 作 用 连 续 均 布 荷 载 ， 则 可 将 此 荷 载 换 算 成 等 代 土 层 厚度 ， 此 时 ， 土 压 应 力 沿 深 度 呈 梯 形 分 布 ， 由 土 压 应 力 图 形 的 面

21、 积 和 形 心 的主 动 土 压 力 为 ： aa KhHHE )2(21 0 其 作 用 点 位 置 为 ： )2(3 )3( 00hH hHHZa h0HZa第 二破 裂 面 aKh0 aE aKhH )0（假 想 墙 背 又 朗 金 主 动 土 压 力 是 作 用 于 过 墙 踵 （ 或 衡 重台 后 缘 ） 的 竖 直 面 上 ， 与 水 平 面 成 角 。2.库 伦 理 论 ： 又 称 滑 楔 平 衡 法 它 假 设 墙 后 填 料 为 均 质 散 粒 体 （ 无 粘 聚 力 ） ， 当 墙 向 外 移 动 或 倾 覆 时 ，会 出 现 一 通 过 墙 踵 的 破 裂 面 ， 此

22、破 裂 面 与 墙 背 这 两 个 平 面 所 夹 的 填 料 ， 即滑 动 土 楔 ， 视 作 刚 性 体 ， 根 据 静 力 平 衡 条 件 ， 可 确 定 土 楔 处 于 极 限 平 衡 状态 时 给 予 墙 背 的 主 动 土 压 力 ： )sin( )cos()sin( )90sin( FGEa R G 90 90aE H H/3 aE)( aE G 为 破 裂 角 10 az zK 22 2 )cos()cos( )sin()sin(1)cos(cos )(cos aKaa KHE 221 为 库 伦 土 压 力 系 数aK适 用 范 围 ： 1） 较 广 ， 可 计 算 各 种

23、墙 背 情 况 （ 须 为 平 面 或 近 似 平 面 ） 、 不同 墙 后 填 料 表 面 形 状 和 荷 载 作 用 情 况 ；2） 砂 性 土 ； 应 用 于 粘 性 土 时 误 差 较 大 。3） 仅 适 用 于 刚 性 挡 土 墙 。 柱 板 式 、 锚 板 式 、 锚 定 板 式 等 柔 性挡 土 墙 ， 目 前 尚 无 成 熟 的 理 论 和 方 法 ， 常 用 近 似 方 法 计 算 （ 如忽 略 墙 身 柔 性 和 锚 杆 的 存 在 对 Ea的 影 响 ）对 路 堤 墙 ： 如 破 裂 面 变 化 于 堤 顶 范 围 内 )(,)sin( )cos( FFFFE a 为 土

24、 楔 面 积 ， 可 算 出 ，的 大 小 及 作 用 点值 。可 得 出由 aa EddE 0 如 破 裂 面 交 于 内 边 坡 可 按 =90 - ， tg = 如 破 裂 面 交 于 外 边 坡 时 ， 也 可 根 据 上 述 原 理 求 得 h0 aH 11 在 计 算 挡 土 墙 土 压 力 时 ， 破 裂 面 交 于 路 基 的 位 置 ， 事 先 并 不 知 道 ， 须 试算 后 确 定 。 先 定 一 破 裂 面 ， ， 看 是 否 与 假 设 相 符 ， 如 不 符 ， 重 新 假 设 破裂 角 再 算 ； 如 出 现 验 证 与 假 设 不 符 ， 改 变 图 式 后 仍

25、 不 符 ， 则 按 破 裂 面 交 于 两种 边 界 条 件 的 分 界 点 来 计 算 破 裂 角 。 ph0 aH aHK aaK aKh03.计 算 理 论 的 选 用 ： 重 力 式 挡 土 墙 ， 常 用 库 伦 理 论 算 土压 力 Ea， 直 线 形 墙 背 的 坡 度 一 般 均 较 陡， 可 直 接 按 库 伦 公 式 计 算 。 当 墙 背 为 折线 形 时 ， 常 分 别 计 算 上 、 下 墙 的 土 压 力， 而 后 取 其 矢 量 和 作 为 全 墙 的 土 压 力 。 计 算 上 墙 时 可 不 考 虑 下 墙 的 影 响 ， 计 算 下 墙 时 ， 对 上 墙

26、 部 分 作 近似 处 理 ， 一 般 采 用 延 长 墙 背 法 或 均 布 超 载 法 。 见 P113图 7-15。 悬 臂 式 和 扶 壁 式 挡 土 墙 ， 如 符 合 朗 金 理 论 的 使 用 条 件 ， 就 按 朗 金 公 式计 算 作 用 在 墙 踵 竖 直 面 上 的 土 压 力 Ea， 并 分 别 算 出 立 壁 和 踵 板 的 E1、 E2， 而 G 作 用 在 踵 板 上 。 若 填 料 表 面 为 折 面 或 有 局 部 荷 载 作 用 ， 又 出 现 第 二破 裂 面 时 ， 则 按 库 伦 公 式 计 算 第 二 破 裂 面 上 的 土 压 力 Ea， 并 假

27、设 Ea的 水平 分 力 Ex由 立 壁 来 承 受 ， 而 踵 板 承 受 竖 直 分 力 Ey以 及 第 二 破 裂 面 与 墙 之间 的 土 重 。 当 踵 板 较 窄 而 立 壁 妨 碍 第 二 破 裂 面 形 成 时 ， 可 将 墙 顶 内 缘 与墙 踵 连 线 视 为 假 想 墙 背 ， 也 用 库 伦 土 压 力 公 式 计 算 。 12 二 、 不 同 情 况 下 的 土 压 力 计 算 ：1、 粘 性 土 的 土 压 力 ： 前 述 的 朗 金 、 库 伦 土 压 力 公 式 在 理 论 上 只 适 用 于 无 粘 性 土 填 料 情 况 ，但 也 可 用 于 砂 性 土 ，

28、 其 计 算 的 结 果 较 接 近 。 若 墙 后 土 为 粘 性 土 ， 则 需 考 虑粘 聚 力 C对 主 动 土 压 力 的 影 响 。 当 墙 身 向 外 有 足 够 位 移 时 ， 粘 性 土 土 层 的 顶 部 会 出 现 拉 应 力 ， 并 进 而产 生 裂 缝 。 在 拉 应 力 消 失 处 裂 缝 区 的 深 度 范 围 内 ， 土 的 侧 压 力 等 于 零 。 裂缝 区 以 下 ， 当 填 料 顶 面 为 水 平 时 ， 破 裂 面 为 平 面 ， 与 水 平 面 的 夹 角 为 )245(2,245 00 tgchc而 裂 缝 区 深 度土 压 力 也 呈 三 角 形

29、 分 布 .,10-5 ,c 0 按 前 面 理 论 计 算增 加使 换 算 为可 把故 一 般 情 况 下影 响 因 素 又 多往 往 难 以 确 定 c2、 有 限 范 围 填 土 的 土 压 力 ：若 墙 后 土 体 内 存 在 已 知 的 陡 坡 面 或 潜 在 的 滑 动 面 ， 而 且 陡 于 计 算 求 得 的 破 裂面 时 ， 则 墙 后 填 料 将 沿 陡 坡 面 （ 或 滑 动 面 ） 下 滑 。 此 时 ， 作 用 在 墙 背 的 主 动土 压 力 可 直 接 按 库 伦 公 式 计 算 （ 式 中 ， 为 已 知 的 陡 坡 面 与 竖 直 面 的 夹 角 。18-7P

30、115图摩 擦 角 。 见为 填 料 与 此 陡 坡 面 间 的 13 3、 成 层 土 的 土 压 力 ： 墙 后 填 料 为 不 同 性 质 的 土 层 时 ， 可 先 求 得 上 层 土 压 力 E 1， 再 近 似 地 假设 上 下 两 土 层 层 面 平 行 ， 并 将 上 层 土 重 作 为 均 布 荷 载 ， 求 算 下 层 土 压 力 E 2， 全 墙 的 土 压 力 为 二 者 矢 量 和 。4、 车 辆 荷 载 引 起 的 土 压 力 ：将 车 辆 荷 载 按 均 布 荷 载 来 考 虑 ， 换 算 成 等 代 均 布 土 层 厚 度 ： LBGh 020-7P115.B

31、图见顶 面 部 分 的 宽 度为 破 坏 棱 体 范 围 内 路 基 02a)tg30(HL20.-7P115,L 图取 值 见为 挡 土 墙 的 计 算 长 度5、 浸 水 条 件 下 的 土 压 力 ： 墙 后 土 体 浸 水 后 ， 一 方 面 受 浮 力 影 响 ， 另 一 方 面 抗 剪 能 力 下 降 ， 所 以 须考 虑 土 体 浸 水 的 影 响 。 1） 填 料 为 砂 性 土 时 ： khE ba 2ba )(21E-E E , 水 位 以 下 浮 力 影 响 则 浸 水 部 分 土 压 力 扣 除也 不 受 影 响变 化 不 大 2） 填 料 为 粘 土 时 ： 将 浸

32、水 部 分 和 未 浸 水 部 分 视 为 不 同 性 质 的 土 层 计 算 。 见 P116图 7-21 14 6、 地 震 作 用 下 的 土 压 力 ：三 、 土 工 参 数 的 选 取 ： 22-7P117.Gs.GGKCCQ hzi 图见代 替用考 虑 进 去将 水 平 地 震 力 ;,.1 最 好 由 实 际 情 况 定 :,. .2 值 推 算角可 由 填 料 的 计 算 内 摩 擦无 试 验 资 料 时排 水 条 件 而 定 和 墙 后 填 料 性 质 及其 值 由 墙 背 的 粗 糙 程 度擦 角指 墙 背 与 填 料 之 间 的 摩 ;0, 排 水 不 良 时墙 背 光

33、滑 ;21, 排 水 良 好 时一 般 石 砌 或 混 凝 土 墙 背 ;32, 排 水 良 好 时台 阶 形 的 石 砌 墙 背 ., 时第 二 破 裂 面 或 假 想 墙 背 15 7.3 挡 土 墙 验 算 挡 土 墙 必 须 有 足 够 的 稳 定 性 和 结 构 强 度 ， 以 保 证 在 各 种 组 合 荷 载 作 用下 不 发 生 全 墙 的 滑 动 、 倾 覆 、 过 大 的 沉 降 及 墙 身 的 断 裂 等 破 坏 。一 、 作 用 力 系 ： 有 自 重 、 墙 后 土 体 的 主 动 土 压 力 Ea、 墙 前 土 体 的 被 动 土 压 力 Ep。 浸 水地 区 的

34、浮 力 、 水 平 地 震 力 ， 作 用 在 墙 身 重 心 处 。 如 H 12m， 考 虑 乘 以 水平 地 震 力 沿 墙 高 分 布 系 数 i。 荷 载 组 合 为 三 种 ： 主 要 组 合 、 附 加 组 合 和 地 震 组 合 ， 与 路 基 稳 定 性 验算 一 样 ， 取 最 不 利 组 合 作 为 设 计 依 据 。二 、 滑 动 稳 定 验 算 ： 挡 土 墙 抵 抗 沿 基 底 滑 移 的 能 力 x yE f)EGTNfK: c （抗 滑 稳 定 系 数主 要 组 合 、 附 加 组 合 时 K c1.3、 地 震 组 合 时 K c 1.1。N、 T为 挡 土

35、墙 基 底 面 上 承 受 的 法 向 力 、 切 向 力 。 EP ExEy Ea ZyG NT如 抗 滑 能 力 不 足 ， 可 采 用 :1)改 善 地 基 或 填 料 ， 提 高 f ; 2)采 用 斜 底 面 ； 3)采 用 凸 榫 底 面 。 16四 、 基 底 应 力 验 算 ： 三 、 倾 覆 稳 定 验 算 ： 挡 土 墙 抵 抗 绕 墙 趾 向 外 转 动 而 倾 覆 的 能 力 。)(ZE ZEZGMMK: yx xyGxy0 点对抗 倾 覆 稳 定 系 数 o主 要 组 合 K 0 1.5、 附 加 组 合 时 K 0 1.3、 地 震 组 合 时 K 0 1.1。如

36、抗 倾 覆 能 力 不 足 ， 改 善 措 施 为 ： 1） 扩 大 基 底 宽 度 ；2)改 变 墙 背 或 墙 面 坡 度 （ 改 陡 府 斜 墙 背 ， 改 缓 仰 斜 墙 背 ； 改 缓 墙 面 坡 度 ） ；3)改 变 墙 身 断 面 形 式 。 如 ： 改 为 衡 重 式 挡 土 墙 的 基 底 应 力 和 偏 心 距 应 加 以 限 制 ， 以 免 引 起 过 大 和 明 显 不 均 匀的 沉 降 。 基 底 应 力 计 算 采 用 偏 心 受 压 公 式 ， 见 P122图 7-27。 y yxxyGxyN EG ZEZEZGBN MMBZ e 222Be .,B),B6e1(

37、BN3,1 为 偏 心 距为 基 底 宽 度 17五 、 墙 身 截 面 强 度 验 算 ：1. 验 算 偏 心 受 压 时 抗 压 强 度 ： 基 底 、 基 础顶 面 、 墙 高 一 半 处 、 上 墙 底 面 等 处 。2. 验 算 抗 剪 强 度 ： 墙 身 断 面 突 变 处 。 当 eB/6时 ， 基 底 一 侧 将 出 现 拉 应 力 考 虑 到 基 底 与 基 础 不 能 承 受 拉 应 力高 系 数 。为 地 基 容 许 承 载 力 的 提KK , ;)2eB(3 4N3Z2N0max Nmax 2） 改 变 墙 背 坡 度 或 断 面 型 式 ；K 、 e、 0 值 见 P

38、123表 7-5。 如 基 底 应 力 或 偏 心 距 过 大 ， 改 善 措 施 为 ： 1） 加 宽 基 底 ；3） 改 善 地 基 （ 如 换 填 材 料 ） 。 见 P123-124例 题 7.2 1 1 2 233 18 7.4 加 筋 土 结 构 计 算一 、 加 筋 土 基 本 原 理 ：1. 视 加 筋 土 为 复 合 材 料 ： 当 竖 向 压 力 增 大 时 ， 拉 筋 的 侧 向 约 束 力 随 之 增 大； 加 筋 土 强 度 提 高 ， 主 要 靠 筋 土 间 的 摩 阻 力 ， 但 受 材 料 抗 拉 强 度 的 限 制 。2. 视 加 筋 土 结 构 为 锚 定

39、结 构 ： 在 加 筋 土 中 ， 由 填 土 自 重 和 外 力 产 生 的 侧 压力 作 用 于 面 板 ， 通 过 面 板 上 的 拉 筋 连 接 件 将 此 侧 压 力 传 递 给 拉 筋 ， 依 靠 筋 土摩 阻 力 取 得 平 衡 ， 以 保 持 加 筋 体 稳 定 。试 验 表 明 ： 拉 筋 承 受 的 拉 力 T沿 长 度 L方 向 呈弓 形 分 布 。 各 层 加 筋 最 大 拉 力 Tmax作 用 点 连 线接 近 对 数 螺 旋 线 。 最 大 拉 力 迹 线 与 极 限 荷 载 作用 下 出 现 的 破 裂 面 相 吻 合 。 它 把 填 料 分 为 活 动（ 滑 动

40、 ） 区 和 稳 定 （ 锚 固 ） 区 。 活 动 区 内 的 填料 通 过 摩 擦 作 用 而 施 加 于 拉 筋 表 面 的 剪 切 应 力 指 向 墙 面 ， 欲 将 拉 筋 外 拔 ； 而 稳 定 区 内 的 拉 筋 表 面 剪 切 应 力 指 向 墙 后 ， 则 阻 止 拉 筋 外 被 拔出 。 在 活 动 区 顶 部 的 填 料 大 致 处 于 静 止 应 力 状态 ， 随 着 深 度 增 加 填 料 逐 渐 接 近 朗 金 主 动 应 力状 态 。 如 拉 筋 间 距 大 或 用 低 模 量 拉 筋 （ 如 土 工 带 ） ， 由 于 墙 面 与 填 料 可 能 出现 的 侧

41、移 较 大 ， 破 裂 面 与 水 平 面 夹 角 近 似 为 45 +/2。 H3.0活 动 区 稳 定 区库 伦 破 裂 面H Tmax 加筋土挡墙拉 力 沿 拉 筋 分 布最 大 拉 力 迹 线2/45 L 19 二 、 验 算 项 目 ： 分 为 外 部 （ 全 墙 ） 和 内 部 稳 定 性 分 析1. 外 部 稳 定 性 分 析 有 ： 地 基 应 力 、 基 底 滑 移 和 倾 覆 稳 定 性 验 算 。2. 内 部 稳 定 性 分 析 有 ： 拉 筋 拉 力 T i、 拉 筋 断 面 面 积 A i 和 拉 筋 长 度 L。三 、 拉 筋 拉 力 计 算 ： vhhi SST:

42、i 层 筋 所 受 拉 力第式 中 ： S h 、 S v 分 别 为 拉 筋 水 平 、 竖 向 间 距 ， h为 侧 向 土 压 应 力 。vih K ., vv 计 算 水 位 以 下 取为 竖 向 应 力 zsin1K,K 00 为 静 止 土 压 力 系 数 )(6K,K 00ii aKKzK 为 加 筋 体 土 压 力 系 数 ai KKmz ,6,Ka 时为 朗 金 土 压 力 系 数1. 在 加 筋 体 上 的 路 堤 填 土 （ 容 重 2） 近 似 地 换 算成 连 续 均 布 荷 载 （ 2 hF） 计 入 竖 向 应 力 v内 。)2(1: bF bHmh 等 代 土

43、层 厚 度 H a2Hbb hF.ma,h, F 为 路 堤 填 土 坡 度取当 ahF 20 2. 车 辆 荷 载 也 换 算 成 厚 h0的 等 代 均 布 土 层 。 当 车 辆 能 够 进 入 活 动 区 时 ， 荷 载分 布 宽 度 B分 别 用 路 基 全 宽 和 活 动 区 内 宽 度 进 行 计 算 ， 取 h0值 较 大 者 ； 当 车辆 不 能 进 入 活 动 区 时 ， B值 取 路 基 全 宽 。 由 于 车 辆 荷 载 影 响 会 随 深 度 增 加 而减 少 ， 一 般 采 用 2： 1向 下 扩 散 来 传 递 荷 载 ， 则 在 车 辆 荷 载 作 用 下 ，

44、z处 竖 向应 力 ： 3. 地 震 作 用 时 ， 用 地 震 组 合 荷 载 ， 不 计 车 辆 荷 载 作 用 ， 在 z处 水 平 地 震 力引 起 的 土 压 力 增 量 ： i0a BBh tanKCCK)hz(3 hziaF2h 处 扩 散 宽 度 为 第 层 筋 深 度 ziB ;2 zaBBbaz ic 时 ，当 .22 zabBBbaz cic 时 ，当 ., BBi 则 取 ，但 对 路 肩 墙 H a cbz aiB h0B1 12 2 21 四 、 拉 筋 断 面 计 算 ：五 、 拉 筋 长 度 计 算 ：10A 3ssii kT 根 据 拉 筋 的 拉 力 T i

45、（ kN)， 计 算 拉 筋 所 需 面 积 A i (mm) 采 用 。表。 按拉 筋 容 许 应 力 提 高 系 数 ；的土 工 带 应 小 于 断 裂 强 度 ，的） ， 钢 材 常 取 屈 服 极 限为 容 许 拉 应 力 （ 6-7P1311/5 1/1.78MPa s sk 为 防 止 拉 筋 在 工 作 时 拔 出 ， 每 根 钢 筋 必 须 具 备 足 够 的 长 度 L。 它 由两 部 分 组 成 ： L = La + LeLa、 Le分 别 为 拉 筋 埋 在 活 动 区 和 稳 定 区 内 的 长 度 。 H Hb H2H1LLeLaH 简 化 破 裂 面 加 筋 体 中

46、 活 动 区 与 稳 定 区 的 分 界 面 一 般 简 化 为 上部 竖 直 ， 与 面 板 距 离 b H 采 用 0.3H ； 下 部 倾 斜 ，与 水 平 面 夹 角 H采 用 （ 45 + /2） 。 简 化 破 裂面 高 度 ： H 1 = H H 2 H 2 =0.3Htan(45 +/2） 。Ha bLHz 时 ，当 10 Ha zHLHzH tan/)(1 时 ，当 22 按 下 式 计 算 ：采 用，震 角抗 震 验 算 时 ， 考 虑 到 地 Hb),2(45H )245tan(2 HbH 在 稳 定 区 内 的 长 度 Le,须 使 拉 筋 同 周 围 填 料 所 能

47、提 供 的 摩 擦 力 S i不 得 小于 拉 筋 所 受 到 的 拉 力 T i 。 ifesFiLL svii TKLfhzbdxfbS a )(22 2 sFi ife fhzb TKL )(2 2 b i为 第 i层 计 算 单 元 内 拉 筋 的 宽 度 ；f s为 拉 筋 与 填 料 的 似 摩 擦 系 数 ； P119表 7-2所 列 的 f s值 可 供 设 计 时 参 考 。 K f 为 抗 拔 安 全 系 数 K f 的 容 许 值 ， 荷 载 组 合 为 主 要 组 合 、 附 加 组 合和 地 震 组 合 荷 载 时 分 别 取 2.0、 1.7和 1.2。作 业 ： 7.3， 7.10