对拉式挡土墙的土压力计算

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1、对拉式挡土墙的土压力计算张建经(西南交通大学铁道系)一‰l旧‰旧目目I提要】本文依据对拉式社土墙的实际工作状态，提出墙顶无荷载和有荷载情况下土压力计算方法。通过与模型试验结果比较，证明本方法简单，可行。杆的应力达到容许应力，就应认为挡土墙破一z1÷坏。距墙底最近拉杆的应力首先达到容许应力，这样就可把它作为墙体破坏的标准。对拉式挡土墙是一种新近出现的挡土结鉴于上述假设，可推导出墙顶无荷载和有构，由于它施工速度快、外形美观，深受铁荷载情况下的土压力计算公式。路、公路建设者们的赏识。在对拉式挡土墙的1．墙顶无荷

2、载情况下土压力计算公式的设计中，墙面板上的土压力是最关键的要素。推导十分遗憾，到目前为止还没有一套较好的应用由变形相容条件可知，拉杆的应变应与附于对拉式挡土墙土压力的计算方法，大部分设近土体的水平应变相一致。当距墙底最近的拉计仍然沿用库仑法计算土压力。库仑法是在极杆应力达到容许应力时，此处土体的应变即限平衡状态下提出的，适合于计算极限平衡状为：态下的土压力，而对拉式挡土墙的破坏是受拉一E]，口、杆控制，其工作状态应为弹性平衡状态。工作状态不同，就应采用不同的计算方法。本文从由墙体位移为三角形分布的假设，就

3、可确对拉式挡土墙的弹性工作状态出发，提出了墙定墙后土体任意点的应变；顶无荷载和有荷载情况下的土压力计算方法。8=J_．—(4)根据弹性理论，就可求出任意点的土压力二、对拉式挡土墙土压力O"x=[⋯一鲁]计算公式的推导=挡土墙的土压力是由土体产生的。当墙后(L1一一·E嚣·I-I簧。·(1一)]Jr土体为弹性平衡状态时，土体自重和所产生的=·r(5)侧向力的表达式分别为：——土体泊梧比I叮=·h(1)E——土的弹性模量，=Kt·；(2)E——钢的弹性模量，K。——弹性平衡状态下的土压力系数J[]——钢的容许

4、应力，一土体容重，I-I。——距墙底最近的拉杆距墙顶的距离。h——所求点距墙顶的距离。式(5)就是对拉式挡土墙墙面板上的土可见墙背土压力为三角形分布，因此与之压力计算式。只要把弹性土压力系数K求出．相应的墙体位移也可认为是三角形分布，墙顶就可方便地求出墙面板上任意点的土压力数位移为零，墙底位移为壤大。值。作为控制因素的拉杆来说，只要有一根拉2．墙顶有荷载情况下的土压力计算公式一2O一的推导由此可求出局部荷载gf起的墙体平移量当墙顼为满布荷载时，把荷载换算成相应[：-／Eg]的土柱高度，此时的情况完全与墙顶

5、无荷载情n——拉杆根数，H——全墙高度，况相同，可按公式(5)计算。B——两墙间距。当墙顶荷载为局部荷载，并且对称于对拉墙体从距墙底最近的拉杆应力达到容许应式挡土墙结构时，由布森涅新克地基中弹性应力为破坏标准。已知局部荷载引起的墙体平移力群可知，最大应力在墙顶下一定深度『处，沿zL量△，，就可容易地求出由填土引起的距墙底最深度方向的应力为非线性分布，由墙背土压力近拉杆的伸长量△z。引起的墙体位移应为非线性分布，但考虑到对拉式挡土墙的结构整体性，可假设由局部荷载·鲁(10)引起的墙体位移为平移。由此求得墙后

6、土体任意点应变：‘奇(11)则土体71起的土压力t：一]=[L1一U一(B／2)·Ho．·1一p]J‘cj-：K。·。i(12)墙背总土压力J玺I1al=ol+a。O8)局部荷载在任意点引起的土压力大小可近式(13)即为在局部荷载作用下，对拉式似按弹性理论导出。挡土墙墙背土压力计算公式，它反映出局部荷P=·n卢·cos(~+卢z)](6)载和填土的共葡作用特性。也可写为；三、建议公式的试验验证[arc。tg暑-a~'Gctg为了说明建议公式的误羞，特进行室内对一(矗a+鬻b)+z+。南a+z]J·㈩’拉式

7、挡土墙的模型试验“并作了对比，模型墙背总土压力可用积分求得；试验墙示于围2(见第22页)。P=．dZ实捌得到由局部荷载单独作用下，墙体位移基本为平移，约0．0067cm，平均每根拉杆的(a+b)[H⋯cctg拉力为28．9N(墙顶拉杆拉力29．2N，墙底拉杆拉力28．6N)J计算得到由局部荷载单独作+-n]++(用下，墙体平移0．0061cm，单根拉杆所受的拉力3O．4N。图3(见第22页)为实测和计算一a[arc吨譬+-n+(一；得到的土压力分布图。计算与试验结果比较表明，计算和试验得(8)到的各项数值

8、基本吻合，用所建议的公式计算一21一对拉式挡土墙的土压力所引起的误差不大。活载挂车一80，等代填土高度0．7ra。计算结果示于附表。算侧结果表明，对拉式挡土墙上的土压力介于主动状态和静止状态土压力之间，约为主动土压力的1．49倍。．附衰拉顶杆距墙}拉杆计算j计算土I主动土『静止土深度{深度『压力l压力l压力(m)l(m)l(MPg){(MPa)l(MPa)11．70．Ol180．00050．018822．70．01850．00