重力式挡土墙设计.ppt

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1、3.墙后填土存在地下水（以无粘性土为例）ABC(h1+h2)Kawh2挡土墙后有地下水时，作用在墙背上的土侧压力有土压力和水压力两部分，可分作两层计算，一般假设地下水位上下土层的抗剪强度指标相同，地下水位以下土层用浮重度计算A点B点C点土压力强度水压力强度B点C点作用在墙背的总压力为土压力和水压力之和，作用点在合力分布图形的形心处h1h2h例题分析【例】挡土墙高5m，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，试求主动土压力Ea，并绘出土压力分布图H=

2、5m1=17kN/m3c1=01=34o2=19kN/m3c2=10kPa2=16oh1=2mh2=3mABCKa1＝0.307Ka2＝0.568【解答】ABCH=5mh1=2mh2=3mA点B点上界面B点下界面C点主动土压力合力10.4kPa4.2kPa36.6kPa库仑土压力理论墙背倾斜、粗糙、填土倾斜时？库仑土压力理论库仑C.A.Coulomb(1736-1806)一、库仑土压力基本假定1.墙后的填土是理想散粒体2.滑动破坏面为通过墙踵的平面3.滑动土楔为一刚塑性体，本身无变形二、

3、库仑土压力αβδGhCABq墙向前移动或转动时，墙后土体沿某一破坏面BC破坏，土楔ABC处于主动极限平衡状态土楔受力情况：3.墙背对土楔的反力E,大小未知，方向与墙背法线夹角为δER1.土楔自重G=△ABC,方向竖直向下2.破坏面为BC上的反力R,大小未知，方向与破坏面法线夹角为库仑土压力理论ACHB土楔在三力作用下，静力平衡WER－WRE-=90--、E土楔在三力作用下，静力平衡αβδGhACBqER滑裂面是任意给定的，不同滑裂面得到一系列土压力E，E是

4、q的函数，E的最大值Emax，即为墙背的主动土压力Ea，所对应的滑动面即是最危险滑动面库仑主动土压力系数，查表确定土对挡土墙背的摩擦角，根据墙背光滑，排水情况查表确定基础工程土木工程学院主动土压力与墙高的平方成正比主动土压力强度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h/3处，方向与墙背法线成δ，与水平面成（α＋δ）hhKahαβACBδαEah/3说明：土压力强度分布图只代表强度大小，不代表作用方向主动土压力例题分析【例1】挡土墙高6.0m，墙背俯斜，填土为砂土，=18.5kN

5、/m3，=30o，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Pa及作用点ε=10oβ=15oδ=20o6.0mABε=10oPaH/3【解答】由ε=10o，β=15o，=30o，δ=20o查表得到土压力作用点在距墙底H/3=2.0m处【例2】上例中，若填土表面水平，墙背竖直，其余条件不变，试按库仑理论求主动土压力Pa及作用点【解答】由ε=0o，β=0o，=30o，δ=20o查表得到土压力作用点在距墙底H/3=2.0m处δ=20o6.0mABPaH/3由例可见，在挡土

6、墙高、摩擦角及填土重度、内摩擦角相同的条件下，墙背倾斜度增大10度、填土表面倾角增加15度时，主动土压力增大了61.6%。粘性土库仑土压力计算(1)根据抗剪强度相等的原理计算由粘性土的抗剪强度指标c和计算等值抗剪强度指标——等值内摩擦角D，即将c也折算在等值内摩擦角中。再代入上述公式计算主动或被动土压力。等值内摩擦角D的计算：粘性土的抗剪强度f=tan+c等值抗剪强度f=tanD上两式相等tan+c=tanD故D=tan-1(tan+c/)(2)根据土压力相等的原

7、理计算：为了简化计算，不论墙形和填土情况，均按=0，=0，=0的情况的土压力公式来折算等值内摩擦角。按填土为粘性土计算的土压力：按等值内摩擦角计算的土压力：两式相等，则墙背为折线形情况墙背由不同倾角的平面AB和BC组成，先以BC为墙背计算BC面上土压力E1及其分布，然后以AB的延长线AC作为墙背计算ABC面上土压力,只计入AB段土压力E2，将两者压力叠加得总压力BACCE2E1挡土墙设计一、挡土墙类型1.重力式挡土墙块石或素混凝土砌筑而成，靠自身重力维持稳定，墙体抗拉、抗剪强度都较低

8、。墙身截面尺寸大，一般用于低挡土墙。2.悬臂式挡土墙钢筋混凝土建造，立臂、墙趾悬臂和墙踵悬臂三块悬臂板组成，靠墙踵悬臂上的土重维持稳定，墙体内拉应力由钢筋承担，墙身截面尺寸小，充分利用材料特性，市政工程中常用墙顶墙基墙趾墙面墙背墙趾墙踵立壁钢筋3.扶壁式挡土墙针对悬臂式挡土墙立臂受力后弯矩和挠度过大缺点，增设扶壁，扶壁间距（0.8～1.0）h，墙体稳定靠扶壁间填土重维持4.锚定板式与锚杆式挡土墙预制钢筋混凝土面板、立柱、钢拉杆和埋在土中锚定板组成，稳定由拉杆和锚定板来维持墙趾墙踵扶壁墙板锚定板基