加筋土挡墙设计方案报告.doc

加筋土挡墙设计方案报告 学校：青岛理工大学 学院：土木工程学院 参赛队伍名称：梦聚队 队长： 队员： 队长联系方式: 队长邮箱: 一、模型说明及要求 加筋土挡墙设计，其具体做法为：用沙箱尺寸为75cm50cm50cm，填料为标准沙，加筋的筋带为牛皮纸，挡土墙的面板为标准等级纸，构筑一段加筋土挡墙。根据题目要求，这里直接将加筋挡土墙看做长为50 cm，高为50cm的单边墙，以此为设计中考虑的模型。按比赛要求，此种状态看作是极限状态，在设计中取安全系数为1.0，不考虑工程重要性等级。假设超载为10千克，且均匀分布于土面,将均布荷载换算成当量土重。假设牛皮纸在受拉过程不会断裂。二 、材料参数的取值 1、填土（标准砂）的物理力学参数 根据相关试验资料可知：砂土重度=17kn/m3 ，内摩擦角=35，黏聚力c=0。 2、筋带的抗拉参数 （1）筋带每单位宽度的抗拉强度 f拉=3.5n/mm (2）筋带（牛皮纸带）与土体（标准砂）的摩擦系数 =0.47说明：所有的材料参数是根据实验数据资料和相关文献所取的平均值。 3、其他参数筋带宽度b=3mm，h=50cm。 三 、土压力沿墙高的分布及破裂面形状按图书馆文献基础工程分析与设计（【美】约瑟夫e波勒斯）的理论介绍，采用图、图模型。 666665555图挡土板上筋带的布置图1010101010 图挡墙面板上土压力分布图 图加筋土挡墙破裂面模型 四 、挡土板（标准等级纸板）上筋带的布置实际工程中挡土板是混凝土板，有其强度参数和尺寸，竞赛中挡土板（标准型纸板）其强度难以确定，且理论计算所得土压力值偏大，所需筋带有效长度远大于试验所得值。所以我们按图、图所示规律，并考虑挡板变形及顶层加载等因素采用布筋9层，各层筋带数为6条或5条间隔布置（共49条筋带)，布筋形式如右图所示（图中红点代表拉筋）。将筋带的宽度定为3.0mm。五 、筋带的布置、参数及拉力值计算1、按图、图所示规律和图所示计算及布置筋带。 （1）主要计算公式：fr=2(*zi)*(b*le)*ti*sf 式中zi深度（m）； 砂土重度；b筋条宽度（mm）； le筋条有效长度；筋带（牛皮纸带）与土体（标准砂）的摩擦系数； ti拉筋的拉力（n）； sf安全系数，取值为1.0。 （2）无黏性主动土压力 pa=1/2h2ka， 式中ka朗肯主动土压力系数，ka=tan2(45o-/2)。2、计算方法：（1）如图所示，假设每条拉筋所承受的拉力为拉筋所在矩形区受到的砂土的主动土压力， 即任一层拉筋的单条拉筋拉力为： ti=(p0+zi)s矩形ka 式中 ti单条拉筋拉力；p0超载产生的压力；砂土的重度；zi每层拉筋布置的深度； s矩形拉筋所在矩形区的面积；ka朗肯主动土压力系数，ka=tan2(45o-/2)。 计算结果如下表1所示。 （2）由fr=2(*zi)*(b*le)*=ti*sf得le= ti*sf ,将数据带入得到结果如下表1所示。 2(*zi)*b*（3）由图和数学计算可得滑动区拉筋长度为： 当zi21.2时，lr=15cm; 当zi21.2时，lr=（50-zi）*tan(90o-)，式中=45o+/2. 将数据带入公式所得结果如下表1所示。（4）拉筋总长度 l=lr+le,最终计算结果如下表1所示。（5）每层拉筋总拉力 ti=n*ti,计算结果如下表1所示。表1：筋带的布置、参数及拉力值筋条no.每层条数nzi(cm)每条拉筋拉力ti(n)筋条有效长度le(cm)滑动区拉筋长lr(cm)拉筋总长l（cm）每层拉筋拉力n*ti(n)1631.05 48.05 1563.05 6.27 2592.91 57.66 1572.66 14.56 36153.81 48.05 1563.05 22.86 45216.23 57.66 1572.66 31.15 56276.57 48.05 11.97 60.02 39.44 6532.57.84 48.05 9.11 57.16 39.20 7637.57.49 40.04 6.51 46.55 44.96 8542.510.14 48.05 3.90 51.95 50.72 9647.59.41 40.04 1.30 41.34 56.48 ti=305.64 六、验证 上面我们已经完成了对加筋土挡墙的整体设计,下面将从三个方面分别对它进行稳定性验算和承载能力验算。 1、单个拉筋的抗拉强度验算： 在本项设计中所采用的拉筋的抗拉强度均取为f拉=3.5n/mm，宽度均取为3mm，从上面的表一中可以看出拉筋承受的最大拉力为10.14n即第8层拉筋承受的拉力，只要验证改层筋条是否符合抗拉强度即可，则fmax=10.14/3=3.38n/mmf拉=3.5n/mm,所以所有拉筋均符合强度要求。 2、整体承载能力验证： 由图及土压力的计算公式得作用在挡土板上的主动土压力为 ea=1/2kapo+(po+h)kah=0.50.271261.3+(261.3+170000.5)0.2710.5=611.28n/m则作用在挡土板上的土的侧向总压力 f=ea0.5=305.64n又由步骤五中的表1求得各层钢筋所产生的总摩擦力之和 ti=305.64n 则f=ti所以该设计方案符合整体承载能力要求。 3、滑动稳定验证： 假设加筋条是线性变化的，土体的单位宽度重量为w=hb。注意滑动是土与土之间的滑动，因此取 =tan。土体抵抗滑动的抗力 fr=w*=w* tan, 滑动稳定系数=fr/f. 查阅资料知，当滑动稳定系数大于1.3时，则加筋土体稳定。七 参考资料及文献 基础工程分析与设计第五版