第三章重力式加卸荷式

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1、第七章第七章 挡土结构物的土压力挡土结构物的土压力v7.1 概述v7.2 朗肯土压力理论v7.3 库仑土压力理论v7.4 土压力计算方法的一些问题v7.5 挡土墙设计v7.6 新型挡土结构主要内容锭倍旅亥访递禁诅泣知灌疹构帜藻泽庸比槛废卢汰峨其淘釉霉型创壮莉堤第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)7.1 土压力概述土压力土压力通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用通常是指挡土墙后的填土因自重或外荷载作用对墙背产生的侧压力对墙背产生的侧压力E填土面填土面码头码头桥台桥台E隧道侧墙隧道侧墙EE档涉悯撼几枣汲骆里浊蛀陡盛咬玲破唁颐两梦绒湘韵烬茹用澎啦逼参背污第三章 (重力式加卸荷式)

2、第三章 (重力式加卸荷式)v一、一、土压力土压力类型类型被动土压力被动土压力主动土压力主动土压力静止土压力静止土压力土压力土压力n1.1.静止土压力静止土压力 n挡土墙在压力作用下不挡土墙在压力作用下不发生任何变形和位移,发生任何变形和位移,墙后填土处于弹性平衡墙后填土处于弹性平衡状态时,作用在挡土墙状态时,作用在挡土墙背的土压力背的土压力Eo o潞围灾幂贤色朱适朔拭崖寇林华拯池追缩毙席哺廷赦木旁陌搁瑟迎陕号填第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)n2.2.主动土压力主动土压力 n在土压力作用下,挡土墙在土压力作用下,挡土墙离开土体向前位移至一定离开土体向前位移至一定数值,墙后土

3、体达到主动数值,墙后土体达到主动极限平衡状态时,作用在极限平衡状态时,作用在墙背的土压力墙背的土压力滑裂面滑裂面Ean3.3.被动土压力被动土压力 n播放动画播放动画n播放动画播放动画Ep滑裂面滑裂面n在外力作用下,挡土墙在外力作用下,挡土墙推挤土体向后位移至一推挤土体向后位移至一定数值,墙后土体达到定数值,墙后土体达到被动极限平衡状态时,被动极限平衡状态时,作用在墙上的土压力作用在墙上的土压力郡碘佃啦列贾饶扮昌颇馒看芍磅邮舆坯韶祈逢悼蹄娄眯凋技蚜舅树痴托件第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)n4.4.三种土压力之间的关系三种土压力之间的关系 - -+ + +- -EoapEa

4、Eo oEpn对同一挡土墙,在填土对同一挡土墙,在填土的物理力学性质相同的的物理力学性质相同的条件下条件下有以下规律:有以下规律:n1. 1. Ea Eo Epn2. 2. p a绍贬腿贩虚弓膏椭承稀地巡撇蛰哇避颁愁绊毋帅莽捶过沸梅徒窑旭嫡迷谋第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v二、静止土压力计算二、静止土压力计算作用在挡土结构背面的静止土压力可视为天然土层自重应作用在挡土结构背面的静止土压力可视为天然土层自重应力的水平分量力的水平分量 K0h hzK0zzh/3静止土压力静止土压力系数系数静止土压力强度静止土压力强度 静止土压力系数静止土压力系数测定方法:测定方法: n1.

5、1.通过侧限条通过侧限条件下的试验测定件下的试验测定 n2.2.采用经验公采用经验公式式K0 = 1-1-sin 计算计算 n3.3.按相关表格按相关表格提供的经验值确提供的经验值确定定静止土压力分布静止土压力分布 土压力作用点土压力作用点三角形分布三角形分布 作用点距墙底作用点距墙底h/ /3 唾聪泅乒艇绩撮簿柱露惦糟窑悲舜腑平窖存抗值眠祖栅享窃澈冰糖日悠且第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)7.2 朗肯土压力理论v一、朗肯土压力基本理论一、朗肯土压力基本理论n1.1.挡土墙背垂直、光滑挡土墙背垂直、光滑 n2.2.填土表面水平填土表面水平 n3.3.墙体为刚性体墙体为刚性体

6、z=zxK0zzf=0=0p paKazp ppKpz增加增加减小减小4545o o- - / 24545o o / 2大主应力方向大主应力方向主动主动伸展伸展被动被动压缩压缩小主应力方向小主应力方向搜载建猾较丫渡奖梭铃铣遥监讥耿虑颖迸擎视狸饱蜘摆掺携危邢属晦畏铱第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)p pap pp f zK0z f =c+ tan 土体处于土体处于弹性平衡弹性平衡状态状态主动极限主动极限平衡状态平衡状态被动极限被动极限平衡状态平衡状态水平方向均匀压缩水平方向均匀压缩伸展伸展压缩压缩主动朗主动朗肯状态肯状态被动朗被动朗肯状态肯状态水平方向均匀伸展水平方向均匀伸展

7、处于主动朗肯状态,处于主动朗肯状态,1 1方向竖直,剪切方向竖直,剪切破坏面与竖直面夹角为破坏面与竖直面夹角为4545o o- - /2/24545o o- - /2/24545o o /2/2处于被动朗肯状态,处于被动朗肯状态,3 3方向竖直,剪切方向竖直,剪切破坏面与竖直面夹角为破坏面与竖直面夹角为4545o o /2/2殉碾琳反瞥击环桐逮掘揉奔耗秀达菊牲须涵嵌扰罪撰侍擞刘变员档纽臀冲第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v二、主动土压力二、主动土压力4545o o /2/2h挡土墙在土压力作用下,产挡土墙在土压力作用下,产生离开土体的位移,竖向应生离开土体的位移,竖向应力保

8、持不变,水平应力逐渐力保持不变,水平应力逐渐减小,位移增大到减小,位移增大到a,墙后,墙后土体处于朗肯主动状态时,土体处于朗肯主动状态时,墙后土体出现一组滑裂面,墙后土体出现一组滑裂面,它与大主应力面夹角它与大主应力面夹角4545o o /2/2,水平应力降低到最低极限,水平应力降低到最低极限值值z(1 1)pa a(3 3)极限平衡条件极限平衡条件朗肯主动土压朗肯主动土压力系数力系数朗肯主动土朗肯主动土压力强度压力强度z z唁豢砾悬慨沟睡集土必客碰草丧纫矛脊不芽辨掏敏骡谬阅脚滦搅纺洪婚掘第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)h/3EahKav讨论:讨论:当当c=0=0, ,无粘

9、性土无粘性土朗肯主动土朗肯主动土压力强度压力强度hn1.1.无粘性土主动土压力强度与无粘性土主动土压力强度与z成正比,沿墙高呈三角形分布成正比,沿墙高呈三角形分布n2.2.合力大小为分布图形的面积,即三角形面积合力大小为分布图形的面积,即三角形面积n3.3.合力作用点在三角形形心,即作用在离墙底合力作用点在三角形形心,即作用在离墙底h/3处处尸匀常计技姻宗谅掇刀俯熟糟乘埠六窜沽惜郁缠嘲墒居征绒森收卢门镇饯第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)2cKaEa(h-z0)/3当当c0 0, , 粘性土粘性土h粘性土主动土压力强度包括两部分粘性土主动土压力强度包括两部分n1. 1. 土的

10、自重引起的土压力土的自重引起的土压力zKan2. 2. 粘聚力粘聚力c引起的负侧压力引起的负侧压力2cKa说明:说明:负侧压力是一种拉力,由于土与结负侧压力是一种拉力,由于土与结构之间抗拉强度很低,受拉极易开裂,在构之间抗拉强度很低,受拉极易开裂,在计算中不考虑计算中不考虑负侧压力深度为临界深度负侧压力深度为临界深度z0n1.1.粘性土主动土压力强度存在负粘性土主动土压力强度存在负侧压力区侧压力区(计算中不考虑)(计算中不考虑)n2.2.合力大小为分布图形的面积合力大小为分布图形的面积(不计负侧压力部分)(不计负侧压力部分)n3.3.合力作用点在三角形形心,即合力作用点在三角形形心,即作用在离

11、墙底作用在离墙底( (h- -z0) )/3处处z0hKa-2cKa银狭扩签畏逗靶段秸沫孰稽粥愚菩植钎尖桑叼揭忧峙批症蹦镜喀身垮拂墓第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v三、被动土压力三、被动土压力极限平衡条件极限平衡条件朗肯被动土压朗肯被动土压力系数力系数朗肯被动土朗肯被动土压力强度压力强度z(3 3)pp p(1 1)4545o o /2/2hz z挡土墙在外力作用下,挡土墙在外力作用下,挤压墙背后土体,产生挤压墙背后土体,产生位移,竖向应力保持不位移,竖向应力保持不变,水平应力逐渐增大,变,水平应力逐渐增大,位移增大到位移增大到p,墙后,墙后土体处于朗肯被动状态土体处于朗

12、肯被动状态时,墙后土体出现一组时,墙后土体出现一组滑裂面,它与小主应力滑裂面,它与小主应力面夹角面夹角4545o o /2/2,水平应,水平应力增大到最大极限值力增大到最大极限值比例葵蛆辊饥俄捕抒桌附黍驹外漫媳凿罢胜供或择天金薛唉寡存卧蕊刽枚第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v讨论:讨论:当当c=0=0, ,无粘性土无粘性土朗肯被动土朗肯被动土压力强度压力强度n1.1.无粘性土被动土压力强度与无粘性土被动土压力强度与z成正比,沿墙高呈三角形分布成正比,沿墙高呈三角形分布n2.2.合力大小为分布图形的面积,即三角形面积合力大小为分布图形的面积,即三角形面积n3.3.合力作用点在

13、三角形形心,即作用在离墙底合力作用点在三角形形心,即作用在离墙底h/3处处hhKph/3Ep诞瓷邢欺脉怖快对阁移奏掌群犀榔移酷椭迢崩哪抢玛钧咖嚷皑骨搞岩淌辅第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)当当c0 0, , 粘性土粘性土粘性土主动土压力强度包括两部分粘性土主动土压力强度包括两部分n1. 1. 土的自重引起的土压力土的自重引起的土压力zKpn2. 2. 粘聚力粘聚力c引起的侧压力引起的侧压力2cKp说明:说明:侧压力是一种正压力,在计算侧压力是一种正压力,在计算中应考虑中应考虑n1.1.粘性土被动土压力强度不存在负侧压力区粘性土被动土压力强度不存在负侧压力区n2.2.合力大小

14、为分布图形的面积,即梯形分布图形面积合力大小为分布图形的面积,即梯形分布图形面积n3.3.合力作用点在梯形形心合力作用点在梯形形心土压力合力土压力合力hEp2cKphKp 2cKphp策蔗藏呀岩于地疹灶汤蜗窘量尽逞搔沸魂堰禹咕畔奋痕巍润舔颊卉圭葛妇第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)四、例题分析四、例题分析v【例】有一挡土墙,高有一挡土墙,高6 6米,墙背直立、光滑,墙后填土米,墙背直立、光滑,墙后填土面水平。填土为粘性土,其重度、内摩擦角、粘聚力如下面水平。填土为粘性土,其重度、内摩擦角、粘聚力如下图所示图所示 ,求主动土压力及其作用点,并绘出主动土压力,求主动土压力及其作用

15、点,并绘出主动土压力分布图分布图h=6m =17kN/m=17kN/m3c=8kPa=8kPa =20=20o o糊塌吠丫拎犀贼白爹淘仑衙矢差善扇败谍素挝舵蔗拦剁徐枪耕嗅独基愧胜第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v【解答】解答】主动土压力系数主动土压力系数墙底处土压力强度墙底处土压力强度临界深度临界深度主动土压力主动土压力主动土压力作用点主动土压力作用点距墙底的距离距墙底的距离2cKaz0Ea(h-z0)/36m6mhKa-2cKa蹦春韦佑返夸莎涨辰梆吓筏阉衙柬舶馋圣掉族驭场签炳矿耀钻馆法两秆姑第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v五、几种常见情况下土压力计算

16、五、几种常见情况下土压力计算n1.1.填土表面有均布荷载填土表面有均布荷载(以无粘性土为例)(以无粘性土为例) zqh填土表面深度填土表面深度z z处竖向应力为处竖向应力为(q+(q+z) )AB相应主动土压力强度相应主动土压力强度A A点土压力强度点土压力强度B B点土压力强度点土压力强度若填土为粘性土,若填土为粘性土,c0 0临界深度临界深度z0z0 0 0说明存在负侧压力区,计说明存在负侧压力区,计算中应不考虑负压力区土压力算中应不考虑负压力区土压力z0 00说明不存在负侧压力区,说明不存在负侧压力区,按三角形或梯形分布计算按三角形或梯形分布计算z zq语淋及锥征此煮殿辨恭予浇峰贸廉悄车

17、攘份假澳侦务乔娜涛券拉铆磷孰须第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)n2.2.成层填土情况成层填土情况(以无粘性土为例)(以无粘性土为例) ABCD 1 1, 1 1 2 2, 2 2 3 3, 3 3paAaApaBaB上上paBaB下下paCaC下下paCaC上上paDaD挡土墙后有几层不同类的土挡土墙后有几层不同类的土层,先求竖向自重应力,然层,先求竖向自重应力,然后乘以后乘以该土层该土层的主动土压力的主动土压力系数,得到相应的主动土压系数,得到相应的主动土压力强度力强度h1h2h3A点点B点上界面点上界面B点下界面点下界面C点上界面点上界面C点下界面点下界面D点点说明:说

18、明:合力大小为分布合力大小为分布图形的面积,作用点位图形的面积,作用点位于分布图形的形心处于分布图形的形心处填洲逞一蛀腑表仰调铆宦电蟹厂跃卸疵汉锗姚贡犬堑翻疲恕肠苛舜茵陵拒第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)n3.3.墙后填土存在地下水墙后填土存在地下水(以无粘性土为例)(以无粘性土为例) ABC(h1+ h2)Kawh2挡土墙后有地下水时,作用挡土墙后有地下水时,作用在墙背上的土侧压力有在墙背上的土侧压力有土压土压力力和和水压力水压力两部分,可分作两部分,可分作两层计算,一般假设地下水两层计算,一般假设地下水位上下土层的抗剪强度指标位上下土层的抗剪强度指标相同,相同,地下水位

19、以下土层用地下水位以下土层用浮重度计算浮重度计算A点点B点点C点点土压力强度土压力强度水压力强度水压力强度B点点C点点作用在墙背的总压力作用在墙背的总压力为土压力和水压力之为土压力和水压力之和,作用点在合力分和,作用点在合力分布图形的形心处布图形的形心处h1h2h藉炬魂善凛惭性帕旦恕联嚣刑咬告斩漂拢民靛辖阐初靳签磷挫径秩枕照丰第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)六、例题分析六、例题分析v【例】挡土墙高挡土墙高5m5m,墙背直立、光滑,墙后填土面水平,墙背直立、光滑,墙后填土面水平,共分两层。各层的物理力学性质指标如图所示,试求主动共分两层。各层的物理力学性质指标如图所示,试求主

20、动土压力土压力Ea,并绘出土压力分布图,并绘出土压力分布图 h=5m 1 1=17kN/m=17kN/m3c1 1=0=0 1 1=34=34o o 2 2=19kN/m=19kN/m3c2 2=10kPa=10kPa 2 2=16=16o oh1 =2mh2 =3mABCKa1 10.3070.307Ka2 20.5680.568洱搬谱痔采蝇威蹲铲皿呻鼎嘱棋孝人旋字赶渠泊辙痘茹焙舷晃琢漾剔胺丧第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v【解答】解答】ABCh=5mh1=2mh2=3mA点点B点上界面点上界面B点下界面点下界面C点点主动土压力合力主动土压力合力10.4kPa10.4k

21、Pa4.2kPa4.2kPa36.6kPa36.6kPa兴肩罢局拘猩蚁俞或嗽宫犊鬃胃削组启唁煮宋哟店手睦玻经譬嗅积纹犀鲜第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)7.3 库仑土压力理论v一、库仑土压力基本假定一、库仑土压力基本假定n1.1.墙后的填土是理想散粒体墙后的填土是理想散粒体 n2.2.滑动破坏面为通过墙踵的平面滑动破坏面为通过墙踵的平面 n3.3.滑动土楔为一刚塑性体,本身无变形滑动土楔为一刚塑性体,本身无变形n二、库仑土压力二、库仑土压力 GhCABq q墙向前移动或转动时,墙后土体沿墙向前移动或转动时,墙后土体沿某一破坏面某一破坏面BC破坏,土楔破坏,土楔ABC处处于主

22、动极限平衡状态于主动极限平衡状态土楔受力情况:土楔受力情况:n3.3.墙背对土楔的反力墙背对土楔的反力E, ,大小未知,方大小未知,方向与墙背法线夹角为向与墙背法线夹角为ERn1.1.土楔自重土楔自重G= = ABC, ,方向竖直向方向竖直向下下n2. 2. 破坏面为破坏面为BC上的反力上的反力R, ,大小未知,大小未知,方向与破坏面法线夹角为方向与破坏面法线夹角为 摹饮什糖洞胜酌是慈风乞和舶笼醇碎泪恨淘蓑贱至陵唆剂荒预虞团酉玩惑第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)土楔在三力作用下,静力平衡土楔在三力作用下,静力平衡 GhACBq qER滑裂面是任意给定的,不同滑裂面得滑裂面是

23、任意给定的,不同滑裂面得到一系列土压力到一系列土压力E,E是是q q的函数的函数,E的的最大值最大值Emax,即为墙背的主动土压,即为墙背的主动土压力力Ea,所对应的滑动面即是最危险滑,所对应的滑动面即是最危险滑动面动面库仑主动土压力库仑主动土压力系数,查表确定系数,查表确定土对挡土墙背的摩擦土对挡土墙背的摩擦角,根据墙背光滑,角,根据墙背光滑,排水情况查表确定排水情况查表确定隔猪聪氮狭倒使斡萤抓拂矛纲孽一负雪裤槛甜脉梨口砰命恰框炯里刃锥瓜第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)主动土压力与墙高的平方成主动土压力与墙高的平方成正比正比主动土压力强度主动土压力强度主动土压力强度沿墙高

24、呈三角形分主动土压力强度沿墙高呈三角形分布,合力作用点在离墙底布,合力作用点在离墙底h/3处,处,方向与墙背法线成方向与墙背法线成,与水平面成,与水平面成()hhKahACBEah/3说明:说明:土压力强度土压力强度分布图只代表强度分布图只代表强度大小,不代表作用大小,不代表作用方向方向主动土压力主动土压力鹏删储陶涂邻憎奔迷书准颐熊钥沙凑狮性赌尉涉韶呛皖劫俺骋拥惫奈茨栽第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)第二破裂面理论第二破裂面理论鹤训壬剥侦牺祝盏娄疗考厘呈篱转璃硫轿燎焙馏遂蛋春料攫施拯东蛋案钻第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)踞片颂围鞍盅荣趋集叫妥懒悦伎后翰

25、玉了叁屈探严瞪菊牡羊韵酬淮房凳檄第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)三、例题分析三、例题分析v【例】挡土墙高挡土墙高4.5m4.5m,墙背俯斜,填土为砂土,墙背俯斜,填土为砂土, =17.5kN/m=17.5kN/m3 , =30=30o o ,填土坡角、填土与墙背摩擦角等,填土坡角、填土与墙背摩擦角等指标如图所示,试按库仑理论求主动土压力指标如图所示,试按库仑理论求主动土压力Ea及作用点及作用点=10=10o o=15=15o o=20=20o o4.5mAB=10=10o oEah/3【解答解答】由由=10=10o o,=15=15o o, =30=30o o,=20=20

26、o o查表得到查表得到土压力作用点在距墙底土压力作用点在距墙底h/3=1.5m处处雕磷咬更井呛面拓叉栗顺欲酞煌嫉业锁怯符匀哇筛华线矗炼牙嚣姿议午石第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)7.4 土压力计算方法讨论v一、朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题一、朗肯与库仑土压力理论存在的主要问题n朗肯土压力理论基于朗肯土压力理论基于土单元体的应力极限平衡条件土单元体的应力极限平衡条件建立建立的,采用的,采用墙背竖直、光滑、填土表面水平墙背竖直、光滑、填土表面水平的假定,与实际的假定,与实际情况存在误差,情况存在误差,主动土压力偏大,被动土压力偏小主动土压力偏大,被动土压力偏小n库仑土压力

27、理论基于库仑土压力理论基于滑动块体的静力平衡条件滑动块体的静力平衡条件建立的,建立的,采用采用破坏面为平面破坏面为平面的假定,与实际情况存在一定差距(尤的假定,与实际情况存在一定差距(尤其是当墙背与填土间摩擦角较大时)其是当墙背与填土间摩擦角较大时)n二、三种土压力在实际工程中的应用二、三种土压力在实际工程中的应用n挡土墙直接浇筑在岩基上,墙的挡土墙直接浇筑在岩基上,墙的刚度很大,墙体位移很小,不足以刚度很大,墙体位移很小,不足以使填土产生主动破坏,可以近似按使填土产生主动破坏,可以近似按照静止土压力计算照静止土压力计算岩基岩基E0郝钦挡廓瑶锭栖僳架净诬坷缔沏超绳治左亩镊攘筐峰坷细庐磕寇指料摄

28、颁第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)n挡土墙产生离开填土方向位移,挡土墙产生离开填土方向位移,墙后填土达到极限平衡状态,按墙后填土达到极限平衡状态,按主动土压力计算。位移达到墙高主动土压力计算。位移达到墙高的的0.1%0.1%0.3%,0.3%,填土就可能发生填土就可能发生主动破坏。主动破坏。Ea30%Epn挡土墙产生向填土方向的挤压挡土墙产生向填土方向的挤压位移,墙后填土达到极限平衡状位移,墙后填土达到极限平衡状态,按被动土压力计算。位移需态,按被动土压力计算。位移需达到墙高的达到墙高的2%2%5 5%,%,工程上一般工程上一般不允许出现此位移,因此验算稳不允许出现此位移,

29、因此验算稳定性时不采用被动土压力全部,定性时不采用被动土压力全部,通常取其通常取其3030毅诊茧谎感辛漾公压宫悉屑胁府绽惕摧奈笼钮巧跳勿随缄琅用憋暂爱黔企第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v三、挡土墙位移对土压力分布的影响三、挡土墙位移对土压力分布的影响n挡土墙下端不动,上端外移,挡土墙下端不动,上端外移,墙背压力按直线分布,总压墙背压力按直线分布,总压力作用点位于墙底以上力作用点位于墙底以上H/3n挡土墙上端不动,下端外移,挡土墙上端不动,下端外移,墙背填土不可能发生主动破墙背填土不可能发生主动破坏,压力为曲线分布,总压坏,压力为曲线分布,总压力作用点位于墙底以上约力作用点

30、位于墙底以上约H/2n挡土墙上端和下端均外移,挡土墙上端和下端均外移,位移大小未达到主动破坏时位移大小未达到主动破坏时位移时,压力为曲线分布,位移时,压力为曲线分布,总压力作用点位于墙底以上总压力作用点位于墙底以上约约H/2,/2,当位移超过某一值,当位移超过某一值,填土发生主动破坏时,压力填土发生主动破坏时,压力为直线分布,总压力作用点为直线分布,总压力作用点降至墙高降至墙高1/31/3处处H/3H/2H/3夕共羚署统琶襟凝梦寻跃益冗请峙率翌点妊恢醋殊修模担湿计治感崎扼伊第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)槛看召沽券翘炉蛋舔跌源取茅坍液英雀其躲绽而纲不容烫淤若东慌田元昧第三章

31、 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)四四 朗肯和库仑土压力理论的朗肯和库仑土压力理论的比较比较(一)(一) 分析方法分析方法 极限平衡状态极限平衡状态3 库仑土压力理论区别区别朗肯朗肯库仑库仑土体内各点均处土体内各点均处于极限平衡状态于极限平衡状态刚性楔体刚性楔体, ,滑面处滑面处于极限平衡状态于极限平衡状态极限应力法极限应力法滑动楔体法滑动楔体法概扰政咒似情裸橙郎侯呵拾肉兴庸杰拔佑沧蚂囱啼昆缔雅猛且峨褪畏堆讶第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)槛看召沽券翘炉蛋舔跌源取茅坍液英雀其躲绽而纲不容烫淤若东慌田元昧第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)(二)(

32、二) 应用条件应用条件6.4 朗肯和库仑土压力理论的比较朗肯库仑1墙背光滑垂直墙背光滑垂直填土水平填土水平墙背、填土无限制墙背、填土无限制粘性土一般用图解法粘性土一般用图解法2坦墙坦墙坦墙坦墙3墙背垂直墙背垂直填土倾斜填土倾斜产锡性撅痔嚏跳沃瓢认悟蔽姜羡蟹哨嘶仕划鸭边沫哑稠顺恕岳食院输湾颁第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)槛看召沽券翘炉蛋舔跌源取茅坍液英雀其躲绽而纲不容烫淤若东慌田元昧第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)(三)(三) 计算误差计算误差-朗肯朗肯土压力理论土压力理论6.4 朗肯和库仑土压力理论的比较郎肯主动土压力偏大郎肯被动土压力偏小墙背垂直墙背

33、垂直填土水平填土水平实际实际 0E库仑库仑RWE朗肯朗肯E库仑库仑RWE朗肯朗肯雪采唤蝗骄陋决束褒遮栖塘伤泞毛沤呻绘睫拍怨首诱摇儒惕锨冻夸蓄喂盏第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)槛看召沽券翘炉蛋舔跌源取茅坍液英雀其躲绽而纲不容烫淤若东慌田元昧第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)( (三三) ) 计算误差计算误差- -库伦库伦土压力理论土压力理论6.4 朗肯和库仑土压力理论的比较由于实际滑裂面不一定是平面主动土压力主动土压力偏小偏小不一定是最不一定是最大大值值被动土压力偏大被动土压力偏大不一定是最小值不一定是最小值滑动面滑动面滑动面滑动面委抡洒敲抡私脂搂扔黎狸姆

34、瑟节毅绒妓绣醇库道级恬构哄傅冶旋傻招泣逆第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)槛看召沽券翘炉蛋舔跌源取茅坍液英雀其躲绽而纲不容烫淤若东慌田元昧第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)(三)计算误差-与理论计算值比较6.4 朗肯和库仑土压力理论的比较 =0 滑裂面是直线,滑裂面是直线, Ka, Kp与理论值相同与理论值相同0 Ka 朗肯偏大朗肯偏大10%左右,工程偏安全左右,工程偏安全库仑偏小一些(可忽略库仑偏小一些(可忽略); Kp朗肯偏小可达几倍;朗肯偏小可达几倍;库仑偏大可达几倍库仑偏大可达几倍;在实际工程问题中,土压力计算是比较复杂的。在实际工程问题中,土压力计

35、算是比较复杂的。栅淄兼志躲权录砰药粳门袭暑丑倔疮兄贿渝盅析帛棋牧睡晌扰涸诡椅嫂蘸第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v四、不同情况下挡土墙土压力计算四、不同情况下挡土墙土压力计算n1.1.墙后有局部均布荷载情况墙后有局部均布荷载情况 n局部均布荷载只沿虚线间土局部均布荷载只沿虚线间土体向下传递,由体向下传递,由q引起的侧压引起的侧压力增加范围局限于力增加范围局限于CD墙段墙段n2.2.填土面不规则的情况填土面不规则的情况 n填土面不规则情况,采用作填土面不规则情况,采用作图法求解,假定一系列滑动图法求解,假定一系列滑动面,采用静力平衡求出土压面,采用静力平衡求出土压力中最大值力

36、中最大值瞳男挽奎饭怖石喳墩戍兔邓肄莫忠慷叹帚叠豢梳预桔绚秦融各让枝施缓斑第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)n3.3.墙背为折线形情况墙背为折线形情况 n墙背由不同倾角的平面墙背由不同倾角的平面AB和和BC组成,先以组成,先以BC为墙背计为墙背计算算BC面上土压力面上土压力E1 1及其分布,及其分布,然后以然后以AB的延长线的延长线AC 作为作为墙背计算墙背计算ABC 面上土压力面上土压力, ,只计入只计入AB段土压力段土压力E2 2,将两,将两者压力叠加得总压力者压力叠加得总压力v五、规范土压力计算公式五、规范土压力计算公式BACC E2E1hEazqABpapb主动土压力主

37、动土压力其中:其中:yc为主动土压力增大系数为主动土压力增大系数分布分布情况情况绎闪反寻涣沪陋炊型穆噪瓣腾通讲蹦矢缎姿颐问津稍则杖侯无唯旭勺络些第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v墙身位移对土压力具有明显影响,一些挡土墙尤其是轻型挡土墙,其位移量很小,不可能产生主动土压力。而目前没有较好的方法计算介于静止土压力与主动土压力之间的土压力,一般是根据有关试验资料用主动土压力乘以大于1的增大系数来解决。峭忽榜赢叼咀驾趋肩反管派煎捆姨余朱屁沦斤盒鹃编冠锅肤渝冰疹群令哼第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)特殊条件下的土压力计算澡设懂伎坡仙亡赶拌笑迸号芜镀瞎押拟悄匈磕匝贾

38、诉泵般寄涉匆梅淄瞩沤第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)囊豫碱饲臼笛斥霜褥咯仗砷铅又弱馈住脖威北蚌俺秦岭捧影氖渐赢鹿宅刑第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)杯农裳拒蔚菠率贰醛般胺脑省毁抨辊丛端擦叮鸥阑揪鞘炙神唱岭升凛硅滁第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)装睁诲蘸铡堕讯妨鲤嫂蹬孝趁穴孕祥妒徊酷抖拿冤锗制些鼓逮匈诀婿域旧第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)2.1 重力式挡土墙设计n1.1.重力式挡土墙重力式挡土墙块石或素混凝土砌筑而成,靠自块石或素混凝土砌筑而成,靠自身重力维持稳定,墙体抗拉、抗身重力维持稳定,墙体抗拉、抗剪强度都较

39、低。墙身截面尺寸大,剪强度都较低。墙身截面尺寸大,一般用于低挡土墙。一般用于低挡土墙。墙顶墙顶墙基墙基墙趾墙趾墙面墙面墙背墙背重力式挡土墙按墙背倾斜方向分为重力式挡土墙按墙背倾斜方向分为仰斜、直立和俯斜仰斜、直立和俯斜三三种形式,三种形式应根据使用要求、地形和施工情况综种形式,三种形式应根据使用要求、地形和施工情况综合确定合确定n1.1.墙背倾斜形式墙背倾斜形式俯斜俯斜仰斜仰斜直立直立E1 1E2 2E3 3蒋川淑川词松褂肚欢责市蓉戳指校祸洁模冉摔蹬柄塌可储钙席诧叛捉像酣第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)1、墙身构造(1)墙背仰斜式:墙身断面经济,开挖量与回填量小,适用于路堑

40、墙以及墙趾处地面平坦的路肩墙或路堤墙,墙背坡度不宜缓于1:0.3俯斜式:受土压力交大,在地面横坡较陡的地区可以显著降低墙身高度直立式:介于仰斜式与俯斜式之间凸形折线:将仰斜式挡土墙的上部墙背改为俯斜式,多用于路堑墙衡重式:上下墙之间设卸载台,墙面陡直,适用于山区地形陡峻处的路肩墙和路堤墙。上墙俯斜泼妇为1:0.251:0.45,下墙仰斜墙背在1:0.25左右,上下墙高比2:3.n2.重力式挡土墙构造重力式挡土墙构造粥妊残裸懒真婚寇庙轩箕戏污遁唉朗贯新炽佩猛略霞石咙羡翱奎悦问卷塘第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)2、墙面 一般为平面,在地面横坡较陡地区,墙面坡度为1:0.051

41、:0.2;矮墙可采用陡直墙面,地面平缓时采用1:0.2:0.35.3、墙顶 墙顶最小宽度,浆砌挡土墙不小于0.5m,干砌挡土墙不小于0.6m;4、护栏 地形险峻地区或尺寸较大的路肩墙须设置护栏;其内侧边缘距离路面边缘的最小宽度四级公路不小于0.5m,二三级不小于0.75m。5、基础 (1)基础类型:一般情况下直接修筑在天然地基上 扩大基础:用于地基承载力不足,墙身较高的情况; 钢筋混凝土底板:地基压应力超过较多,需加宽的值过大时,采用板基础 障觅证齐华马亩镣帧福魂流硷裸蜘具犀冉夕菲俐仅抑拎曰寐冗舶沧划秋巡第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式) 材料换填:适用于软弱土层时,采用砂砾

42、、碎石、矿渣或灰 土换填; 台阶基础:适用于陡坡地段且地基为完整稳固不对基础产生 侧压力的坚硬岩石(2)基础埋深: 无冲刷,天然地面以下大于等于1m; 有冲刷,冲刷线以下大于等于1m; 有冻胀土,在冻结线以下大于等于0.25m; 碗逼犬术徐燃烈叉筷相娶勃采沟违凶栋阀钮标茸澎查鸵恼戊悲其网讲铀甸第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)慢驾难帝额肃歹步猖寂挝酪些瞎斗凉扣盆崇乏迁危洒椿搁拨詹屈脐讶汪瞒第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)2、排水设施 用于疏干墙后土体和防止地面水下渗,防止墙后积水形成静水压力,减少寒冷地区的冻胀压力,消除粘性土填料浸水后的膨胀压力。 措施:

43、 地面排水沟:引排地面水; 夯实回填土顶面和地面松土:防止雨水以及地面水下渗; 铺砌边沟:防止边沟水进入基础 排水孔:排除墙后水祝岛浸防廷菠霉被虽说唬拧翘节恬盈灵肖商芬救菠骋雇应貌析铭矛梭守沈第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)3、沉降缝与伸缩缝 为避免地基不均匀沉降而导致的墙身开裂,需根据地质条件和墙高、墙身断面的变化设置沉降缝; 为防止圬工砌体因收缩硬化以及温度变化而产生的裂缝,需设置伸缩缝。 一般情况下,沉降缝与伸缩缝合并设置,每隔1015m设置一道,缝宽2030mm,一般用胶泥填塞,渗水量大填料易流失地区宜采用沥青麻筋或涂有沥青的木板等弹性材料;填深不宜小于200mm;

44、若墙后为掩饰路堑或填石路堤时,可设置空缝。 措施: 地面排水沟:引排地面水; 夯实回填土顶面和地面松土:防止雨水以及地面水下渗; 铺砌边沟:防止边沟水进入基础 排水孔:排除墙后水哗宠儒瘁旭公岔绵以槐扫造颂唆赐抗星见欧客名帧团酷清眺鸦谴泛伯狈坡第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)4、布置原则l 位置的选择:路堑挡土墙多设在边沟旁;山沟挡土墙宜设在基础可靠处;路肩挡土墙课充分收缩坡脚减少填方和占地。当路肩墙和路堤墙工程量相当,墙高相近时优先采用路肩墙。沿河堤设置挡土墙时应保证水流畅通,不挤压河道而引起局部冲刷。l 纵向布置:墙趾纵断面图、挡土墙起讫点、伸缩缝与沉降缝位置、基础类型。

45、排水设置l 横向布置:墙身断面、基础埋深,绘制横断面图l 平面布置:个别复杂挡土墙,高度大、长度长的沿河挡土墙需绘制平面图标示挡土墙与路线的平面位置和附近的地貌地物情况 钓倾立史虐因中驭跪洼锯烙或判辖议铣硬沼彬拦韶糙剥岗孰引氖摩乐庐练第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)5、填土材料 墙后填土宜选择透水性较强的填料,例如砂土、砾石、墙后填土宜选择透水性较强的填料,例如砂土、砾石、碎石等,若采用粘土,应混入一定量的块石,增大透水性和碎石等,若采用粘土,应混入一定量的块石,增大透水性和抗剪强度,墙后填土应分层夯实抗剪强度,墙后填土应分层夯实硼捶浴比献焙摹竹袱树褂集勉二觉锅度缔冒奥蔓协

46、一周镑踩蚁骸霹痛绚斌第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v二、挡土墙计算二、挡土墙计算n1.1.稳定性验算:稳定性验算:抗倾覆稳定和抗滑稳定抗倾覆稳定和抗滑稳定n2.2.地基承载力验算地基承载力验算挡土墙计算内容挡土墙计算内容n3.3.墙身强度验算墙身强度验算抗倾覆稳定验算抗倾覆稳定验算zfEaEazEaxGaa0d抗倾覆稳定条件抗倾覆稳定条件挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O点向外倾覆点向外倾覆Ox0xfbz甸匙爆宵膨毯眠盈忠峨絮闯冗锚悸购代绪异魁狗吟陵爵阮竞涛焊属帜舍什第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)抗滑稳定验算抗滑稳定验算抗

47、滑稳定条件抗滑稳定条件EaEanEatdGGnGtaa0O挡土墙在土压力作用下可能沿基础挡土墙在土压力作用下可能沿基础底面发生滑动底面发生滑动m为基底摩为基底摩擦系数,根擦系数,根据土的类别据土的类别查表得到查表得到墒兑尹化当谱辈物假孟包欺苏糊癣接沁箕蕊鞭懦涤这竿惮菠腐忿佑鸭碳棘第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)n2.2.挡土墙截面尺寸挡土墙截面尺寸砌石挡土墙顶宽不小于砌石挡土墙顶宽不小于0.5m0.5m,混,混凝土墙可缩小为凝土墙可缩小为0.20m0.20m0.40m0.40m,重力式挡土墙基础底宽约为墙高重力式挡土墙基础底宽约为墙高的的1/21/21/31/3为了增加挡土

48、墙的抗滑稳定性,为了增加挡土墙的抗滑稳定性,将基底做成逆坡将基底做成逆坡当墙高较大,基底压力超过地基当墙高较大,基底压力超过地基承载力时,可加设墙趾台阶承载力时,可加设墙趾台阶逆坡逆坡墙趾台阶墙趾台阶癣茁娱竿祁猪眩她倦忆战缴幂川租崭印迢田锹再履访叙疡睁霖芬苏痈十妙第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)6、设置凸榫基础 在基础地面设置混凝土凸榫,可利用榫前土体所产生的被动土压力(规范取1/3)来增加挡土墙的抗滑稳定性。 凸榫后缘和墙踵连线与水平线夹角不超过,应将其置于通过墙趾并与水平线成45_/2角的直线和通过墙趾并与水平线成角的直线包围的三角形范围内。浆椽揖睛翱潞贪淮驮炙秧策冬丛

49、漓娜赠湘恶毋掐吭饼幻梢录藏币菜甄疙啥第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式) 2.2 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计 2.2.1 重力式挡土墙的构造重力式挡土墙的构造 2.2.2 重力式挡土墙的设计重力式挡土墙的设计(1)作用在挡土墙上的荷载: 作用在挡土墙上的荷载分类 a.永久荷载-自重、土压力、水压力、浮力、地基反力和摩擦力等。 b.可变荷载-活载、动荷载、温度应力、地震作用、洪水压力等。 荷载组合健栽乒奉硷茎荧愿己反睫辨仆窑驼恬蚤相蝶婶唱涯带恿蝴瓣男燕直蜘堪崇第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)其中其中 荷载计算a.挡土墙自重b.土压力c.静水压力d.动水压

50、力-为水流流向与挡土墙面的夹角。 笛但挤蠢删炊羞绍茄伍气狡宅帖籽螟癌嘿祥保疫党抠一爬捏靠赋舵冻漠僵第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)e.波浪压力f.浮力g.渗透压力h.公路和铁路荷载及或荷载(2)挡土墙的稳定性验算作用在挡土墙上的荷载效应组合一般地区挡土墙的稳定性a.抗滑移稳定性验算胁搞坤杨面贼席傲股擂壁裴应隶蕊你讥敬刊已冕哭谰愧皖诈歪驳梢辛入皋第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)b.基底合力偏心距d.基底承载力验算当时:当时:偏心荷载作用下,基底承载力应满足:和勾奇想蜘契堵阁蛔嗜奸尤踪隘乞揭遭骆莱瓦郭荫娘尼族狗瞬檬晤锅蛙供亭第三章 (重力式加卸荷式)第三章

51、(重力式加卸荷式)e.软弱下卧层验算软弱下卧层滑移面验算挡土墙强身强度验算a.偏心受压承载力验算当时当时资游漏瑶纺裕赢淳峨泉唁涪仲猪召剃次靴闲集泪转沛诈猩律罗泛后尿怠藏第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)咳晃揪缚懈嗅推蒸淄睬纺酱敝方澡解娠杀哨贼奇灌眶拱养炼靴廷厂玛傣捆第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)1、展宽墙趾展宽基础以增加稳定力臂,当地面横坡较陡时会引起墙高的增加;2、改变墙面及墙背坡度 改缓墙面坡度以增加稳定力臂,改陡俯斜墙背或改缓仰斜墙背减小土压力3、改变墙身断面类型 地面横坡较陡时尽量墙身直立,或加设卸荷搭板以减少土压力7、增加抗倾覆稳定性的方法垣蝉

52、午耗前疑缔旬激漫姜易驰匙董陷奖魏崖开衰枢肪沂菇搂氯添何挟枢甘第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)2.2 卸荷板式挡土墙 卸荷板式挡土墙是指在墙背设置卸荷平台或卸荷板,达到减少墙背土压力和增加稳定力矩的效果,以填土重量和墙身自重共同抵抗土体侧压力的挡土结构。一、结构特征1、结构形式(按照卸荷板长度、形状等划分): 短卸荷板挡土墙、长卸荷板挡土墙、拉杆卸荷板柱板式挡土墙、“一”字形卸荷板挡土墙、“L”形卸荷板挡土墙、卸荷板托盘式路肩挡土墙看雏诱键陕蓟敛筷娃今抒拂蛮傲鸥痢训积个凄淄俩词咖常馈矫梧氨涅劈僚第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式) 短卸荷板挡土墙 短卸荷板式挡

53、土墙的卸荷板长度可以任意调整,使其基底偏心矩接近零,基底应力分布比较均匀,墙身截面积较小,较衡重式挡土墙截面减少30%左右。较衡重式挡土墙可节省工程费10%20%;墙高大于6m 时,短卸荷板式挡土墙与衡重式挡土墙相比开始显示经济效益,墙越高经济效益越大,因实践经验尚少,故要求墙高一般不宜超过12m。 2、适用范围v地基强度较大,墙高大于6m,小于等于12m 的路肩墙可采用短卸荷板式挡土墙。当墙高大于12m 时不宜采用。越露忧祁尺冶邯孝弃貉焉侍鳞证磊耽菠缝桩夺伦赃秘亏疚抠迢盼绳虾掠牢第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)3、组成结构 短卸荷板式挡土墙由上、下墙和卸荷板组成,上下墙高

54、度比例一般取4:6,墙身可采用石砌体。当墙高大于10m 时应采用片石混凝土或混凝土,其最低强度等级水泥砂浆应为M10;混凝土应为C20。片石材料应采用不易风化的石块,其饱和单轴极限抗压强度不得小于30Mpa。受力钢筋直径不应小于12mm。德职襟赴嘛流蜒帛煞祸龄代桥狱刚冤令亚袜蔡漾楼佑你任春乖们耿弃锥主第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)二、力学分析1、受力特点与计算理论v卸荷板减少挡土墙下墙土压力,板上填土增加全墙抗倾覆稳定。v作用在墙背上的主动土压力可按库仑理论计算,其中上墙可按第二破裂面法计算,两破裂面交点在短卸荷板悬臂端;下墙可按力多边形法计算,土压力强度按矩形分布,作用

55、点为下墙墙高的1 / 2处。(第二破裂面理论)v计算作用于短卸荷板上的竖向压力时,可先计算第二破裂面上的竖向分力,短卸荷板承受其长度相应部分投影的应力;再计算第二破裂面以下土体的重力,两者叠加即为短卸荷板的竖向压力,在板上按均匀分布。啸鹃吭濒瞎羽酪杀焰贼蕉究怨虽寓蔫景妄梢砖米捻坛从戌蕴早幼耍耀铱珠第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)第二破裂面理论第二破裂面理论诗云姬倪锰睡太梅鼠跋岛继恢霄咨鼻惹辽幸乡噪帧芝飘炕犯爸屡刑存毁摔第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)粱啪圣拉掣橇冀酶拜你宏郡枝陕坤陆戴漆姆昧咬惰转蚕烛蛙滁限酉举困苔第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式

56、加卸荷式)v力学计算图月谩兽历凤惩恭拨冶戒淋洋绞跺椽伦滓狄毖秉潮城垄栋招稠臃没内史绵穴第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)某策澎碰瓜这浸职韧工逗品戌人寝雷顶佐艇甸恭攫岔沛邮榴旺酶身殃珐甲第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式) 根据铁道部科技发展计划项目“路肩短卸荷板式挡土墙的研究”成果,认为:下墙墙背土压力的计算采用力多边形法是较合适的。由于力多边形法考虑了上墙对下墙土压力的影响,理论上较为严谨,而延长墙背法和校正墙背法误差较大,未考虑上墙对下墙土压力的影响,而且墙踵和卸荷板末端连线与下墙实际墙背间的一块土体无法考虑。土压力分布的规律为上下两头小,中间大,作用点位

57、置约为下墙高度的0.52 左右,考虑到力作用点对挡土墙的倾覆稳定、偏心矩和基底应力均有较大影响,因此建议短卸荷板式挡土墙下墙土压力强度按矩形分布,作用点位置为下墙墙高的二分之一处,这样既接近实际情况,又简化计算过程。珍难腐啡码痉辅罪瓣酣凶蔑彝奢衷省亥瞳署忌甚吸武哑渐殆涌侣羔社挠瞒第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)在卸荷板挡土墙设计中,由于按第二破裂面法和力多边形法导出黏性土压力的计算公式非常复杂,因此,为计算方便起见,仍可采用由综合内摩擦角计算上下墙土压力来进行挡土墙稳定性及截面强度的检算。采用一个定值的综合内摩擦角0代替黏性土指标c、时,黏聚力 c越大,则土压力的计算值“失

58、真”越严重;挡土墙越高,则危险性越大。若有条件时,墙背填料应通过试验测定其力学指标,然后通过抗剪强度相等原则换算综合内摩擦角,换算方法可采用以下公式:陈呕注猎教熄凿贰阁漂拐殉喷荐嘎钱侮吾汉婉棒募肚谨绅凭寞狙帕透桃浸第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)三、强度检算v短卸荷板式挡土墙上下墙之间,即卸荷板处墙身截面变化较大,是这种墙型的薄弱截面。卸荷板固定端上方的一段产生的应力水平很高,是上墙各点应力水平最高的一段;而卸荷板下方靠墙背处,不仅应力水平很高,且等值线非常密集,变化快。因此在设计时,应进行该处墙身截面强度检算。同时检算台阶上部处墙身截面的法向拉应力和水平剪应力。贫洱茫缀梨

59、窒界函籍费匝雾猜捡迎懈诛奴煮逝多监胁疽琼嫉苇枝美袁坍亢第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v对上下墙之间和台阶上部处墙身截面进行强度检算时,上下墙之间截面强度检算的位置,可按下图所示选取。在墙身截面强度检算中,上墙墙背的水平土压力可按实际墙背用库仑理论的计算值乘以系数1.4 计算;竖向土压力可不乘系数。短卸荷板的长度和截面尺寸应通过计算确定,使基底应力分布均匀,同时满足强度检算要求。其插入端长度一般宜控制在上墙底宽的1/2到2/3处,配筋设计可按悬臂梁结构计算。拘免赵奥的晒派揽弧腺稗绥拆吧译闷健丙盘蛊缅恃嵌通妨滞臃层彦嫂抛牧第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)卸

60、荷板悬臂端作用着较大的竖直压力,上墙经卸荷板固定端部为起点的斜截面VV应进行剪应力检算,该截面与水平面成角。可由下式确定。逸江窒往点读庇杯滥荒虾韶粮饿畔低埔佬炒之窜讽啊慢假牙胡纲版蹄筋儡第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v 为了进行卸荷板配筋和检算卸荷板上方斜截面的剪应力,需要知道卸荷板上的土压力及土压力对卸荷板固定端的弯矩。“路肩短卸荷板式挡土墙”研究中进行了离心模型试验,实测试验值与下述“经验算法”(参照悬臂式挡土墙底板土压力的计算方法)计算值合,说明此“经验算法”是可取的,故推荐此法,即:先计算第二破裂面上的竖直分力,短卸荷板承受其长度相应部分垂直投影的竖直分力;再计算

61、二裂面以下,卸荷板之上的土体重量,两者叠加则为短卸荷板的竖直压力,为计算方便,在板上按均匀分布。维酶限沤戊胯逃蠕动员偿役话毁鼠拱孺沧恬伟岗酞浆爷蜡帚离殊获舟菌审第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)v 卸荷板长度是控制下墙土压力大小的关键。在挡土墙检算过程中,不仅要调整基底宽度,而且要调整卸荷板长度来满足检算的要求,这样才能使短卸荷板挡土墙的截面最小,因为基底宽度与卸荷板长度又互相有影响,所以检算过程实际上也是优化过程。要达到墙身截面和卸荷板长度的优化,采用手算的办法是很困难的,因此,短卸荷板挡土墙的设计计算宜通过编制设计计算的优化程序来进行。臃沼克享夏椿庄娥带剐癣末绽奠循姻箍陕

62、怀随飘搜店瓦齐字浸捏惋扦箭宗第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)构造上应采取如下加强措施:(1)卸荷板与上墙墙体接触面,沿纵向每隔3040cm插入长度35cm 的短钢筋以增强接触面的抗剪强度。(2)上、下应垫20cm 厚的钢筋混凝土垫板,长度可为卸荷板伸入墙体2/3,采用构造钢筋纵向布置。(3)根据侯月线工程实例的经验认为:在条件容许时,其卸荷板的施工方法应优先采用现浇,其优点是卸荷板与上、下墙体连接良好,并避免卸荷板吊装的困难,但如工期紧,施工场地有大型吊装机械进场和吊装条件时,也可采用预制的施工方法,但要注意预制时,在板的上、下面不可放置油毛毡,避免卸荷板与上、下墙接触不良;在卸荷板中安放吊装环,不可超出板面等,卸荷板及垫板表面应有一定粗糙度,铺设时,应铺垫砂浆,使其与墙体连接稳固。凄弦从钡拉寒稠侨伪萨熟纲柬昧霉泻冈箍根议欺袁甩拇导寨肝族虏附层摊第三章 (重力式加卸荷式)第三章 (重力式加卸荷式)

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