《挡土墙计算》PPT课件.ppt

1、5 挡土墙计算,一计算要求 1. 不产生墙体沿基底的滑移破坏 滑动稳定系数kc1.3 2. 不产生墙身绕墙趾倾覆 倾覆稳定系数k01.5 3. 不出现因基底过度的不均匀沉陷而引起墙身倾斜 基底应力合力偏心距eB/6（土质地基） eB/4（岩石地基） 4. 地基不出现过大下沉 基底最大压应力max 5. 墙身截面不产生开裂、破坏 max max,二验算,（一）滑动稳定验算:,5 挡土墙计算,增加抗滑稳定性的措施,倾斜基底：把基底做成向内倾斜，此时Kc 可增大 凸榫基底： 其它方法：改善地基，增大f，改变墙身断面型式,5 挡土墙计算,（二）倾覆稳定验算,5 挡土墙计算,增加倾覆稳定性的措施,1.

2、展宽墙趾，即在墙趾处加宽基础以增大稳定力臂； 2. 改变墙面或墙背的坡度，以减小土压力或增大力臂； 3. 改变墙身型式，如用衡重式。,5 挡土墙计算,（三）基底应力及偏心检算 作用于基底的合力的偏心距 最大（小）应力为,5 挡土墙计算,e,ZN,（四）墙身截面强度验算,5 挡土墙计算,法向应力验算 墙趾或墙踵处的最大（小）应力 2. 剪应力验算 计算截面上的剪应力为,5 挡土墙计算,例题：已知重力式挡石砌土墙，如图所示，砌体容重20kN/m3，基底与地基摩擦系数f=0.4，土压力Ex=45kN，Ey=5kN，容许滑动稳定系数KC=1.3，容许倾覆稳定系数K=1.5，试验算该挡土墙的抗滑及抗倾覆

3、稳定性。,解： 1）滑动稳定性验算 2）倾覆稳定性验算,满足要求,满足要求,例题：某路段在土质地基上设置仰斜式路肩挡墙，顶宽B=1.2m，墙面与墙背平行，基底水平，已知G=158.4KN,ZG=1.35m, Ex=62.56KN, Ey=9.34KN, Zx=2.17m, Zy=1.74m, 基底容许承载力=196KN/m3,试验算基底偏心距及基底应力。,12,解:,故基底偏心距及基底应力均符合要求,路基边坡稳定性,1 边坡的稳定性 2 边坡稳定性的力学验算法 3 浸水路堤稳定性验算 4 陡坡路堤稳定性验算,1 边坡的稳定性,一边坡的滑坍破坏 由于边坡土体的剪应力超过其抗剪强度所产生的剪切破坏

4、,产生滑坍破坏的因素主要有 1. 边坡土质 2. 水的活动 3. 边坡的几何形状 4. 活载增加 5. 地震及其它震动荷载（爆破等）,1 边坡的稳定性,二边坡稳定设计方法,力学分析法 数解法： 力学平衡原理进行计算 直线法：砂土、砂性土。大，c较小。 圆弧法：粘性土，小，c较大。,1 边坡的稳定性,(2) 图解或表解法： 根据不同数解法公式制成图表，以减省计算时间。此法简单，但不如数解法精确。 2. 工程地质法 根据不同土类的大量调查资料数据，拟出路基边坡稳定值参考表，供设计时使用。如第三章中边坡值的相关表格。,1 边坡的稳定性,三边坡稳定性分析的计算参数,稳定分析所需要土的试验资料： 路堑或

5、天然土坡： 原状土的容重 (kN/m3)、内摩擦角、粘聚力c(kPa) 填土路堤： 压实后的容重(kN/m3)、内摩擦角、粘聚力c(kPa)。但压实情况与现场压实同,1 边坡的稳定性,边坡由多层土体所构成 加权平均法 2. 验算边坡的取值 对于折线形或阶梯形边坡，一般可取平均值或取坡角点和坡顶点的连线,1 边坡的稳定性,3. 荷载当量高度 按车辆最不利情况排列，并将车辆的设计荷载换算成当量土柱高（即以相等压力的土层厚度来代替荷载），又称当量高度或换算高度，以 h0来表示： 当量高度的计算式为：,1 边坡的稳定性,2 边坡稳定性的力学验算法,一基本假设 破裂面以上的不稳定土体沿破裂面作整体滑动，

6、不考虑其内部的应力不均匀分布和局部移动。 土的极限平衡状态，只在破裂面上达到。 最危险滑动面位置通过试算来确定。,二直线法,填方边坡土楔体沿破裂面AD滑动 下滑力: TGsin 抗滑力：CL粘聚力 F=NtgGcostg 摩擦力,2边坡稳定性的力学验算法,1.填方边坡,破裂面上的安全系数 求稳定系数的最小值, 相应的最危险滑动面的倾角为0 kmin= Kmin，极限平衡态 kmin Kmin，稳定态 kmin Kmin，不稳定态,2边坡稳定性的力学验算法,2. 不纯净的均质砂类土路堑边坡,坡顶无车载 通过求临界角来确定最危险破裂面,2边坡稳定性的力学验算法,其稳定系数k为： 要求k最小时，此时

7、破裂面倾角为0值 化简后 将(2)式代入式(1)，得最小稳定系数,1,2,2边坡稳定性的力学验算法,例题,2如图为一路堤横断面图。已知填料为砂性土，容重18.62kN/m3，粘结力c0.98kPa，内摩擦角35o。试问该路堤边坡会不会沿滑动面AB产生滑动？,解. ABF的面积SABF818/2=72m2 BEGF的面积SBEGF80.7=5.6 m2 滑动面以上的土体及车辆载荷总重: Q=(SABF+ SBEGF)h(72+5.6) 118.62=1444.9 KN 滑动面与水平线的夹角: arctg18/(181.5+8)=27.22 滑动面长度: L=182+(181.5+8)21/2=3

8、9.36m 下滑力T=QSin=1444.9Sin27.22=660.9KN 抗滑力R=QCostg+CL=1444.9Cos27.22tg35 +0.9839.36=938. 0KN 稳定系数K=R/T=1.421.25 该路堤边坡不会沿滑动面AB滑动。,三假定破裂面为圆柱面的验算法 （圆弧法）,任意选定一个可能的圆弧滑动面AD 计算每一个土条的重量Gi 计算圆弧面上各力对O点的滑动力矩 计算圆弧面上各力对O点的抗滑力矩 计算稳定安全系数k,2边坡稳定性的力学验算法,四表解法（工程计算法）,滑动面通过坡脚的均质、直线形路堤边坡，顶为水平 令其中一土条的宽为b、高为a，a、b及整个滑弧之长L均

9、以边坡高H表示,2边坡稳定性的力学验算法,每块土体的重 ：,式中：A、B取决于几何尺寸的系数，可查表,2边坡稳定性的力学验算法,3 浸水路堤稳定性验算,一.浸水路堤的特点 (一). 水位降落的影响 水位上涨 水位降落 渗透浸润曲线 动水压力 对路堤的稳定性的影响,(二).路堤填料对边坡稳定的影响 浸水路堤的稳定性还与路堤填料的透水性质有关 透水性很弱 透水性强 中等透水性, 3 浸水路堤稳定性验算,二渗透动水压力的计算,凡用粘性土填筑的浸水路堤（不包括渗透性极小的纯粘土），必须进行渗透动水压力的计算。其计算公式如下： DIB0 I渗流水力坡降 B浸润曲线与滑动面之间的土体面积，m2 0水的容重

10、，为计算方便，0取10kN/m3, 3 浸水路堤稳定性验算,三浸水路堤边坡稳定性验算,其破坏一般发生在最高洪水位骤然降落的时候 验算方法：通常采用圆弧法，其验算公式为：, 3 浸水路堤稳定性验算,4.陡坡路堤稳定性验算,一陡坡路堤可能的滑动形式 1. 路堤可能沿基底接触面产生滑动 2. 路堤可能随同基底复盖层沿倾斜基岩滑动,3. 路堤连同其下的软弱土层沿软弱层中某一最弱 的圆弧滑动面滑动 4. 路堤连同其下的岩层沿某一最弱的层面滑动 5. 纵向滑动情况, 4 陡坡路堤稳定性验算,二验算方法,路堤沿直线或折线破裂面滑动的情况 破裂面为圆弧状时，可根据具体情况参照圆弧滑动面的条分法进行计算, 4 陡坡路堤稳定性验算,单坡滑动面的