挡土墙极限状态验算.ppt

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1、五、极限状态法验算挡土墙的稳定性1、极限状态法的设计原则定义：当结构的整体或一部分超过某一特定状态时，结构就不能满足所规定的功能要求。挡土墙设计极限状态分构件承载力极限状态和正常使用极限状态。出现下列之一认为出现了承载力极限状态：1）整个挡土墙或挡土墙的一部分作为刚体失去平衡；2）挡土墙构件或连接构件因材料承受的强度超过极限而破坏,或因过量塑性变形而不适合继续承载；3）挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡。出现下列之一认为出现了承载力极限状态：(1)影响正常使用或外观变形；(2)影响正常使用或耐久性的局部

2、破坏；(3)影响正常使用的其他特定状态。1）设计原则极限状态的设计原则为荷载效应的不利组合的设计值小于或等于结构抗力效应的设计值。不同荷载组合采用相应的不同荷载系数和抗力安全系数。r0：结构重要性系数S：作用（或荷载）效应的组合设计值R（·）：挡土墙结构抗力系数Rk：抗力材料的强度标准值rf：结构材料、岩土性能的分项系数ad：结构或结构构件几何参数的设计值，当无可靠设计数据时，可采用几何参数标准值。2）设计荷载分类及荷载组合计算时，作用在一般地区挡土墙上的力可只计算永久荷载（或作用）和基本可变荷载（或作用

3、）；浸水地区、地震动峰值加速度值为0.2g及以上的地区、产生冻胀力的地区，还应计算其他可变荷载（或作用）和偶然荷载（或作用）。说明：挡土墙墙背为岩块或粗粒土（粉砂除外）时，可以不计墙身两侧静水压力和墙背动水压力、墙身所受浮力，应根据地基地层的浸水情况按下列计算：砂类土、碎石类土和节理很发育的岩石地基，按计算水位的100%计算；岩石地基，按计算水位的50%计算。填料的物理力学指标可通过试验确定，当缺少试验资料时，填料的内摩阻角可从表4-14选用。挡土墙的被动土压力可不计算，当基础埋置较深，且地层稳定、不受水

4、流冲刷和扰动破坏时，可计入被动土压力，但相应的荷载（或作用）分项系数要计入。3）设计状态与荷载系数按承载能力极限状态设计：各项荷载效应分项系数按表4-15取值。4）车辆荷载作用在挡土墙墙背土的附加土体侧压力，可按式（4-23）或式（4-24）换算为等代均布土层厚度。2、挡土墙的稳定性计算1）抗滑稳定性验算抗滑稳定性满足下式的要求：Ｇ：作用于基底以上的重力，kN，浸水挡土墙的浸水部分要计浮力Ｅｙ，Ｅｘ：墙后主动土压力的竖向和水平分量，kN；Ｅｐ：墙前被动土压力的水平分量，当为浸水挡土墙时为0，ａ０：基底倾斜

5、角rQ１,rQ2:主动土压力分项系数、墙前被动土压力分项系数u:基底与地基间的摩擦系数，当缺乏可靠试验资料时，可查表4-16。抗滑动稳定系数按下式计算：N：作用于基底合力的竖向分力，浸水挡土墙计入浸水部分的浮力Ep‘：墙前被动土压力水平分量的0.3倍Kc：取值取表4-17的规定值2）抗倾覆稳定性验算满足下式：抗倾覆稳定系数按下式计算：设置于不良土质地基、表土下为倾斜基岩地基及斜坡上的挡土墙，应进行挡土墙地基及填土的整体稳定性验算，其稳定系数不应低于1.25。3）基底应力及合力偏心距计算基底合力的偏心距按下

6、式计算：e0=Md/NdMd：作用于基底形心的弯矩组合设计值，MPa，Nd：作用于基底上的垂直力组合设计值，kN/m对于土质地基不应大于B/6，对于岩石地基不应大于B/4。基底应力按下式计算：当时，位于岩石地基上的挡土墙，当时，基底应力不应大于基底的容许承载力，基底容许承载力值可按现行《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024）的规定采用，当为荷载（或作用）组合Ⅲ及施工荷载，且大于150kPa时，可提高25%。上面的挡土墙计算中，各类荷载（或作用）组合下，作用组合设计值计算式中的分项系数，除被动土压力系

7、数取0.3外，其余作用（或荷载）的分项系数均为1。4）墙身截面强度和稳定性验算根据《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》（JTJ022-85）的规定，荷载效应不利组合的设计值应小于或等于结构抗力效应的设计值。重力式挡土墙按承载能力极限状态设计时，在某一类荷载（或作用）效应组合下，荷载（或作用）效应的组合值按下式计算：S:荷载（或作用）效应的组合设计值；：荷载（或作用）的分项系数，按下表采用；S:荷载（或作用）效应的组合设计值；：第i个垂直恒载的标准值效应；：侧向土压力、水浮力、静水压力和其他可变荷载（或作用）的

8、标准值效应；：荷载效应组合系数，按表4-19采用。①强度验算挡土墙构件偏心受压时，正截面强度按下式计算：Nd：验算截面上的轴向力组合设计值；r0：重要性系数；rf：圬工构件后材料的抗力分项系数，按表4-18采用；Ra：材料抗压极限强度；A：挡土墙构件的计算截面面积；ak：轴向力偏心影响系数，按下式计算：e0要满足表4-20的偏心距的要求。②稳定性验算重力式挡土墙的墙身截面尺寸较大，一般情况下不受稳定性控制，但对于细高（高宽比大