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1、5 挡土墙计算一计算要求一计算要求1. 不产生墙体沿基底的滑移破坏不产生墙体沿基底的滑移破坏 滑动稳定系数滑动稳定系数2. 不产生墙身绕墙趾倾覆不产生墙身绕墙趾倾覆 倾覆稳定系数倾覆稳定系数k03. 不出现因基底过度的不均匀沉陷而引起墙身倾斜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基底应力合力偏心距eB/6（土质地基）（土质地基） eB/4（岩石地基）（岩石地基）4. 地基不出现过大下沉地基不出现过大下沉 基底最大压应力基底最大压应力max5. 墙身截面不产生开裂、破坏墙身截面不产生开裂、破坏 max max二验算（一）滑动稳定验算: 5 5 5 5 挡土墙计算挡土墙计算
2、挡土墙计算挡土墙计算增加抗滑稳定性的措施1.倾斜基底：把基底做成向内倾斜，此时倾斜基底：把基底做成向内倾斜，此时Kc 可增大可增大 2.凸榫基底：凸榫基底：3.其它方法：改善地基，增大其它方法：改善地基，增大f，改变墙身断面型式，改变墙身断面型式 5 5 5 5 挡土墙计算挡土墙计算挡土墙计算挡土墙计算（二）倾覆稳定验算5 5 5 5 挡土墙计算挡土墙计算挡土墙计算挡土墙计算 增加倾覆稳定性的措施 1. 展宽墙趾，即在墙趾处加宽基础以增展宽墙趾，即在墙趾处加宽基础以增大稳定力臂；大稳定力臂；2. 改变墙面或墙背的坡度，以减小土压改变墙面或墙背的坡度，以减小土压力或增大力臂；力或增大力臂；3.
3、改变墙身型式，如用衡重式。改变墙身型式，如用衡重式。5 5 5 5 挡土墙计算挡土墙计算挡土墙计算挡土墙计算（三）基底应力及偏心检算（三）基底应力及偏心检算作用于基底的合力的偏心距作用于基底的合力的偏心距 最大（小）应力为最大（小）应力为 5 5 5 5 挡土墙计算挡土墙计算挡土墙计算挡土墙计算eZN（四）墙身截面强度验算5 5 5 5 挡土墙计算挡土墙计算挡土墙计算挡土墙计算1.法向应力验算法向应力验算2.墙趾或墙踵处的最大（小）应力墙趾或墙踵处的最大（小）应力2. 剪应力验算剪应力验算计算截面上的剪应力为计算截面上的剪应力为 5 5 5 5 挡土墙计算挡土墙计算挡土墙计算挡土墙计算 例题：
4、已知重力式挡石砌土墙，如图所示，砌体例题：已知重力式挡石砌土墙，如图所示，砌体容重容重20kN/m3，基底与地基摩擦系数，土压力，基底与地基摩擦系数，土压力Ex=45kN，Ey=5kN，容许滑动稳定系数，容许滑动稳定系数KC，容许，容许倾覆稳定系数倾覆稳定系数K，试验算该挡土墙的抗滑及抗倾覆，试验算该挡土墙的抗滑及抗倾覆稳定性。稳定性。解：解： 1）滑动稳定性验算）滑动稳定性验算2）倾覆稳定性验算）倾覆稳定性验算满足要求满足要求满足要求满足要求满足要求满足要求 例题：某路段在土质地基上设置仰斜式路肩挡墙，例题：某路段在土质地基上设置仰斜式路肩挡墙，顶宽，墙面与墙背平行，基底水平，已知顶宽，墙面
5、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, 基底容许承载力基底容许承载力=196KN/m3,试验算基底偏心距及基底应力。试验算基底偏心距及基底应力。解:故基底偏心距及基底应力均符合要求故基底偏心距及基底应力均符合要求故基底偏心距及基底应力均符合要求故基底偏心距及基底应力均符合要求12 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 产生滑
6、坍破坏的因素主要有产生滑坍破坏的因素主要有 1. 边坡土质边坡土质 2. 水的活动水的活动 3. 边坡的几何形状边坡的几何形状 4. 活载增加活载增加 5. 地震及其它震动荷载（爆破地震及其它震动荷载（爆破等）等）1 1 1 1 边坡的稳定性边坡的稳定性边坡的稳定性边坡的稳定性二边坡稳定设计方法 力学分析法力学分析法(1)(1)数解法：数解法： 力学平衡原理进行力学平衡原理进行计算计算l直线法：砂土、砂性土。大，c较小。l圆弧法：粘性土，小，c较大。1 1 1 1 边坡的稳定性边坡的稳定性边坡的稳定性边坡的稳定性(2) 图解或表解法：图解或表解法：根据不同数解法公式制成图表，以减省根据不同数解
7、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。计算时间。此法简单，但不如数解法精确。2. 工程地质法工程地质法 根据不同土类的大量调查资料数据，拟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。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。如第三章中边坡值的相关表格。1 1 1 1 边坡的稳定性边坡的稳定性边坡的稳定性边坡的稳定性三边坡稳定性分析的计算参数1.稳定分析所需要土的试验资料：稳定分析所需要土的试验资料： 路堑或天然土坡：路堑或天然土坡：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/
8、m3)、内摩擦角、粘聚力c(kPa)。但压实情况与现场压实同1 1 1 1 边坡的稳定性边坡的稳定性边坡的稳定性边坡的稳定性边坡由多层土体所构成边坡由多层土体所构成 加权平均法加权平均法 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平均值或取坡角点和坡顶点的连线 1 1 1 1 边坡的稳定性边坡的稳定性边坡的稳定性边坡的稳定性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），又称当量高力的土层
9、厚度来代替荷载），又称当量高度或换算高度，以度或换算高度，以 h0来表示：来表示： 当量高度的计算式为：当量高度的计算式为：1 1 1 1 边坡的稳定性边坡的稳定性边坡的稳定性边坡的稳定性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破裂面以上的不稳定土体沿破裂面作整体滑动，不考虑其内部的应力不均匀分布和局部动，不考虑其内部的应力不均匀分布和局部移动。移动。土的极限平衡状态，只在破裂面上达到。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。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填方边坡土楔体沿破裂面AD滑动滑动下滑力下滑力
10、: TGsin抗滑力：抗滑力：CL粘聚力粘聚力 F=NtgGcostg 摩擦力摩擦力2222边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法1. 1.填方边坡填方边坡填方边坡填方边坡破裂面上的安全系数 求稳定系数的最小值求稳定系数的最小值, 相相应的最危险滑动面的倾角应的最危险滑动面的倾角为为0 lkmin= Kmin，极限平衡态lkmin Kmin，稳定态lkmin Kmin，不稳定态2222边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法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坡顶无车载通过求临界角通过求临界
11、角来确定最危险破裂面来确定最危险破裂面 2222边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法其稳定系数其稳定系数k为：为：要求要求k最小时，此时破裂面倾角为最小时，此时破裂面倾角为0值值化简后化简后 将将(2)式代入式式代入式(1)，得最小稳定系数，得最小稳定系数 122222边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法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，如图为一路堤横断面图。已知填料为砂性土，容重容重3，粘结力，粘结力c，内摩擦角，内摩擦角35o。试问该。试问该路堤边坡会不会沿滑动面路堤边坡会不
12、会沿滑动面AB产生滑动？产生滑动？解解. ABF的面积的面积SABF818/2=72m2 BEGF的面积的面积SBEGF80.7=5.6 m2 滑动面以上的土体及车辆载荷总重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滑动面与水平线的夹角:滑动面长度滑动面长度:L=182+(181.5+8)21/2下滑力下滑力T=QSin抗滑力抗滑力R=QCostg+CL=1444.9Cos27.22tg35 +0.9839.36=938. 0KN稳定系数稳定系数该路堤边坡不会沿滑动面该路堤边坡不会沿滑动面AB滑动。滑
13、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任意选定一个可能的圆弧滑动面动面AD 计算每一个土条的重量计算每一个土条的重量Gi 计算圆弧面上各力对计算圆弧面上各力对O点的点的滑动力矩滑动力矩计算圆弧面上各力对计算圆弧面上各力对O点的点的抗滑力矩抗滑力矩 计算稳定安全系数计算稳定安全系数k 2222边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法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，顶为水滑动面通过坡脚的均质、直线形路堤边坡，顶为水平平令其中一土条的宽为令其中一土条的宽为b、高为、高为a，a、b及整个滑弧之及整
14、个滑弧之长长L均以边坡高均以边坡高H表示表示 2222边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法每块土体的重 ：式中：式中：A、B取决于几何尺寸的系数，可查表取决于几何尺寸的系数，可查表2222边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法边坡稳定性的力学验算法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(一一). 水位降落的影响水位降落的影响 水位上涨水位上涨 水位降落水位降落渗透浸润曲线动水压力 对路堤的稳定性的影响(二二).路堤填料对边坡稳定的影响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浸水路堤的稳定性
15、还与路堤填料的透水性质有关有关 透水性很弱透水性很弱 透水性强透水性强 中等透水性中等透水性 3 3 3 3 浸水路堤稳定性验算浸水路堤稳定性验算浸水路堤稳定性验算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。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：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，为计算方便，0取10kN/m3 3 3 3 3 浸水路堤稳定性验算浸水路堤稳定性验算浸水路堤稳定性验算浸水路堤稳定性验算三浸
16、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其破坏一般发生在最高洪水位骤然降落的时候时候验算方法：通常采用圆弧法，其验算公式验算方法：通常采用圆弧法，其验算公式为：为： 3 3 3 3 浸水路堤稳定性验算浸水路堤稳定性验算浸水路堤稳定性验算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路堤可能随同基底复盖层沿倾斜基岩滑动动3. 路堤连同其下的软弱土层沿软弱层中某一最弱路堤连同其下的软弱土层沿软弱层中某一最弱 的圆弧滑动面滑动的圆弧滑动面滑动4. 路堤连同其下的岩
17、层沿某一最弱的层面滑动路堤连同其下的岩层沿某一最弱的层面滑动 5. 纵向滑动情况纵向滑动情况 4 4 4 4 陡坡路堤稳定性验算陡坡路堤稳定性验算陡坡路堤稳定性验算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参照圆弧滑动面的条分法进行计算 4 4 4 4 陡坡路堤稳定性验算陡坡路堤稳定性验算陡坡路堤稳定性验算陡坡路堤稳定性验算单坡滑动面的稳定性验算 多坡滑动面的稳定性验算三稳定措施改善基底状况，增加滑动面的摩擦力或减改善基底状况，增加滑动面的摩擦力或减少滑动力少滑动力清除松软表层覆盖土夯实基底开挖台阶放缓横坡，以减少下滑力改变填料及断面形式改变填料及断面形式采用大颗粒填料，嵌入地面（增大）放缓坡脚处边坡，以增大抗滑力坡脚处设支挡结构物坡脚处设支挡结构物设置护脚 干砌或浆砌挡土墙 4 4 4 4 陡坡路堤稳定性验算陡坡路堤稳定性验算陡坡路堤稳定性验算陡坡路堤稳定性验算
