《挡土墙计算》PPT课件.ppt

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kc1.32.不产生墙身绕墙趾倾覆 倾覆稳定系数k01.53.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max5.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.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,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，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=39.36m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，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设置护脚 干砌或浆砌挡土墙,4 陡坡路堤稳定性验算,