6 挡土墙设计.ppt

第五节 重力式挡土墙设计 在确定挡土墙基本构造与布局图的基础上，进行如下工作： 1.挡土墙稳定性验算：抗滑、抗倾覆 2.基底合力偏心矩和基底压应力验算：基础地面压应力、基地合力偏心距、地基承载力抗力值 3.墙身截面强度验算：强度计算、稳定性计算、抗拉强度、抗剪切强度计算 4 .增加挡土墙稳定性的措施 /view/2199b40e52ea551810a6878d.html /phtml# 第七节 地震地区挡土墙设计 烈度为8度及以上的震区 一、地震荷载的计算 只考虑水平地震力 二、地震作用下的土压力 主动土压力与水平震力的合力 三、地震条件下挡土墙的验算 先一般验算，再考虑震力进行验算，具体计算过程同前 四、一般防震措施 低重心、基础加固、墙面、墙体、砌筑质量、填料及排水 3.力的方向和作用点 1）力的方向 静力平衡状态，其与墙背法线夹角等于内摩擦角 2）力的作用点 舍弃土楔为刚体的假设，引用土楔为松散体假设，土压力对高度求导，绘出土压应力分布图，力的作用点在压应力分布图的形心处。 4.破裂面位于其他位置的库仑表达式 由于静力平衡条件不变，破裂面交于路基表面和外边坡时，只需要改变土楔重力G的表达式，同时在土压应力分布图中叠加车辆荷载，就能得到类似的表达式。 九、墙背填土上的附加荷载（P140） 车辆荷载——换算土柱 q ——车辆荷载附加荷载强度，墙高小于 2 m，取 20kN/m2；墙高大于 10 m，取10kN/m2；墙高在 2～10m 之间时，附加荷载强度用直线内插法计算 一、挡土墙荷载组合 1．永久荷载：挡土墙结构重力、填土重力、填土侧压力、墙顶上的有效 永久载荷 、墙顶与第二破裂面之间的有效荷载、计算水位的浮力及静水 压力、预加力、混凝土收缩及徐变、基础变位影响力 2、可变荷载 （1）基本可变荷载：车辆、人群荷载引起的土侧压力 （2）其他可变荷载：动水压力、流水压力、波浪压力、冻胀压力、冰压 力、温度影响力 （3）施工荷载：与各类挡土墙施工有关的临时荷载 3、偶然荷载：地震作用力、滑坡及泥石流作用力、作用于墙顶护栏上的 车辆碰撞力 4、常用荷载组合 Ⅰ：挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久载荷、填土重力、填土侧压力及 其他永久荷载组合 Ⅱ：组合Ⅰ与基本可变荷载相结合 Ⅲ：组合Ⅱ与其他可变荷载、偶然荷载相结合 第四节 挡土墙设计总则 按“极限状态分项系数法”进行设计:承载力极限状态、正常使用极限状态 （一）承载力极限状态 （1）挡土墙整体或部分作为刚体失去平衡； （2）挡土墙构件或连接部件因材料承受的强度超过极限破坏，或过量塑性变形时不适合继续承载； （3）挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡。 （二）正常使用极限状态 （1）影响正常使用或外观变形； （2）影响正常使用或耐久性发生局部破坏； （3）影响正常使用的其他特定状态。 （三）分项系数 不同组合情况下对应的垂直恒载系数、主动土压力系数、被动土压力系数、水浮力系数、静水压力系数、动水压力系数等不尽相同，设计时具体参照P144表6-11。 我国现行规范规定公路挡土墙的构件分析采用承载力极限状态的分项安全系数法为主的设计法，表达式为： 二、挡土墙设计原则 ——结构重要性系数; ——垂直恒载引起的效应分项系数； ——恒载及汽车活载的土压力效应分项系数; ——其它荷载效应分项系数; ——恒载效应； ——恒载及汽车活载的土压力效应； ——其它荷载效应; ——抗力安全系数； ——构件抗力标准值； ——结构或结构构件几何参数的设计值. 式中的设计基本变量通过概率分析取其代表值，而以分项系数来反映它们的变异性。 承载能力极限状态作用（或荷载）分项系数 1.挡土墙滑动稳定性验算：基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力 G Ey Ex Ep a0 或 N－－作用于基底上合力的竖向分力； －－墙前被动土压力的0.3倍。 规范建议：设计分析采用极限状态设计表达式，按照总安全系数法来校准计算结果。 2.挡土墙抗倾覆稳定性验算：防止挡土墙绕墙趾向外转动倾覆 或 3.基底基底压应力合和力偏心矩验算 Ep Ex Ea Ey G Zp Zx Zy Zp B/6 B/6 e0 B/2 B/6 土质地基偏心矩不应大于 B/6；岩石地基不应大于 B/4 否则应从新拟定挡土墙断面。 应力重分布 对于岩石地基， 4.墙身截面强度验算：抗压、抗弯 式中： —材料抗压极限强度； —圬工构件或材料的抗力分项系数（如下）； 圬工种类 受力情况 受压 受弯、剪、拉 石料 1.85 2.31 片石砌体、片石混凝土砌体 2.31 2.31 块石砌体、粗料石砌体、混凝土预制块或砖砌体 1.92 2.31 混凝土 1.54 2.31 —轴向力偏心影响系数, 1）墙身抗压强度