某超高重力式挡土墙设计验算

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1、某超高重力式挡土墙设计验算案例说明重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，墙身可用块石、片石、混凝土预制块作为砌体，或采用片石混凝土、混凝土进行整体浇筑。因为具有就地取材、施工方便、经济效果好等优点，在我国铁路、公路、水利、港湾、矿山等工程中得到了广泛的应用。传统的重力式挡土墙很少用于坡高大于8m的地段，但在某些特殊场地条件下，采用超高重力式挡土墙依然能得到很好的支护效果和经济效益。本文采用GEO5重力式挡土墙设计模块对陕西某沙坑回填工程的重力式挡土墙设计进行了分析验算，验算结果表明，在此场地条件下采用的超高重力式挡土墙取得了很好的支挡效果。工程概

2、况设计采用的超高重力式挡土墙由两级重力式挡土墙组合而成，其中一级挡土墙高6m，墙顶宽2.5m；二级挡土墙高4m，墙底宽2.5m，墙顶宽1m；基础宽度为6m，高度为3m。挡土墙设计结构如图1所示。1.04.01.01.06.00.50.53.06.0图1挡土墙结构示意图挡土墙墙身采用浆砌片石砌体结构，砌体类型为干砌勾缝石砌体，砌体的强度等级为M30，砂浆强度等级为M5。挡墙基础为条形基础，基础材料为经过压密处理级配良好的砾石。具体的岩土参数请参照表1。表1岩土参数表重度内摩擦角黏聚力墙背和土体间摩擦角土层γ（kN/m3）φ（°）c（kPa）δ（°）填土20.535015砾石

3、层20.035.5015基础21.041.5020挡土墙墙后一级坡顶分布有均布条形荷载，荷载大小为10kN/m2，条形荷载宽度为2m。同时考虑地震荷载作用，抗震设防烈度为7度，地震加速度大小为0.15g。验算操作流程分析设置在【分析设置】中选择“中国-国家标准（GB）”。图2分析设置墙身截面尺寸在【墙身截面尺寸】设置界面中设置挡土墙类型和墙身截面尺寸参数，这里软件没有提供我们所需要的挡墙类型，选择最后的，可以自定义挡墙截面形状，点击按钮，分别输入挡土墙各拐点的坐标（0,4）、（-1,4）、（-1,10）、（-6,10）、（-3.5,4）、（-2.5,4）、（-1,0），这

4、样软件便自动生成了设计所需要的挡墙截面形状及截面尺寸。图3墙身截面尺寸设置材料在【材料】设置界面中设置挡土墙墙体材料，结构材料为“圬工砌体”，砌体单位类型为“干砌勾缝石砌体”，砌块强度等级为“M30”，砂浆强度等级为“M5”，墙身重度为22kN/m3。图4挡土墙墙体材料设置剖面土层在【剖面土层】设置界面中设置土层深度，点击按钮，在“Z坐标”中输入10，这样就设置好了填土的填埋深度。填土层以下的土层为砾石层，在这里不需要再次添加。图5剖面土层添加岩土材料在【岩土材料】设置界面中设置岩土层材料，点击按钮，在弹出的设置面板中添加填土、砾石和基础材料，材料具体参数请参照表1。图6

5、添加岩土材料指定材料在【指定材料】设置界面中将刚刚添加的岩土材料指定给对应的土层，选择岩土材料图例，然后在显示窗口中点击要指定的土层，这里分别把填土和砾石材料指定给第一层和第二层土。图7指定岩土材料基础在【基础】设置界面中选择基础类型为“条形基础”，材料为“岩土体”，指定材料选择为“基础材料”，基础厚度设置为3m，左侧和右侧偏移均设置为0.5m。图8挡墙基础设置墙后坡面在【墙后坡面】设置界面中选择第七个坡面类型，墙后坡面参数请参照图9。图9墙后坡面设置超载在【超载】设置界面中点击按钮，在弹出的设置面板中添加条形超载，在名称中输入“条形超载”，超载类型选择“条形超载”，作用

6、类型选择“永久作用”，位置选择“坡面”，起点x和长度l均设置为2m，超载大小中输入10KN/m2，点击添加，这样便为第一级坡顶添加了一条形均布超载。图10添加条形超载工况阶段设置在工况栏中软件默认添加了一个工况，这里我们还需要分析地震荷载作用下的工况，点击中的加号再增加一个工况。点击工况[1]，在“工况阶段设置”界面中选择“持久设计工况”；点击工况[2]，在“地震荷载”设置界面中勾选“地震荷载分析”，抗震设防烈度选择为7度（0.15g），同时在“工况阶段设置”界面中选择“地震设计状况”。这样所有的参数就设置完成了。图11设置工况阶段验算结果分析一、持久设计工况倾覆滑移验算

7、在【倾覆滑移验算】界面中，软件给出了各作用力在x和z坐标方向的分力大小及作用点坐标。结果显示倾覆稳定性验算和滑移稳定性验算均满足设计要求。图12倾覆滑移验算结果点击“详细结果”按钮，可以打开详细的计算结果，包括抗倾覆力矩、倾覆力矩、抗滑力、滑动力及安全系数。图13倾覆滑移验算详细结果承载力验算在【承载力验算】界面中选择承载力验算方式，包括“输入修正后的地基承载力特征值”、“使用扩展基础设计软件分析承载力”及“不计算”，这里选择“输入修正后的地基承载力特征值”，修正后的地基承载力特征值设置为300kPa，容许偏心率选择为“按偏心