土力学与地基基础工程课件作者程建伟项目五土压力与挡土墙的设计.ppt

五、挡土墙的设计 3.重力式挡土墙的体形与构造(1)墙背倾斜形式　重力式挡土墙按墙背倾斜方向分为仰斜、直立和俯斜3种形式，3种形式应根据使用要求、地形和施工情况综合确定。 图5-23　重力式挡土墙墙背倾斜方式 五、挡土墙的设计 (2)挡土墙截面尺寸　砌石挡土墙顶宽不小于0.5m，混凝土墙可缩小为0.20～0.40m，重力式挡土墙基础底宽约为墙高的1/2～1/3，为了增加挡土墙的抗滑稳定性，将基底做成逆坡，如图5-24所示，一般土质地基的基底逆坡不宜大于0.1∶1，对岩石地基一般不宜大于0.2∶1；当墙较高，基底压力超过地基承载力时，可加设墙趾台阶，如图5-25所示，其宽高比可取h∶a=2∶1，a不得小于20cm。 图5-24　挡土墙基底做逆坡示意图 五、挡土墙的设计 图5-25　挡土墙加设墙趾台阶示意图 五、挡土墙的设计 (3)墙后排水措施　挡土墙排水不畅可使填土中存在大量积水，使填土重度增加，抗剪强度降低，土压力增大，有时还会受到水的渗透和静水压力的影响，导致挡土墙破坏。 图5-26　挡土墙排水措施a)方案一　b)方案二 五、挡土墙的设计 (4)填土质量要求　挡土墙填土宜选择透水性较大的土，例如，砂土、砾石、碎石等，因为这类土的抗剪强度较稳定，易于排水。 尚辅网 / 土力学与地基基础工程 项目五　土压力与挡土墙的设计 项目五　土压力与挡土墙的设计 一、土压力的分类二、朗肯土压力理论三、库伦土压力理论四、土坡稳定分析的基本理论五、挡土墙的设计 图5-1　挡土墙应用举例a)防止土体坍塌的挡土墙　b)地下室侧墙　c)桥台　d)散粒材料的挡墙　e)板桩 项目五　土压力与挡土墙的设计 图5-2　挡土墙结构形式a)重力式挡土墙　b)悬臂式挡土墙　c)扶臂式挡土墙 项目五　土压力与挡土墙的设计 一、土压力的分类 图5-3　挡土墙上的3种土压力a)静止土压力　b)主动土压力　c)被动土压力 一、土压力的分类 图5-4　静止土压力的分布 2.主动土压力 1.静止土压力 一、土压力的分类 3.被动土压力 图5-5　墙身位移与土压力的关系 2.主动土压力 二、朗肯土压力理论 1.朗肯理论的基本假设(1)墙本身是刚性的，不考虑墙身的变形。(2)墙后填土延伸到无限远处，填土表面水平(β=0)。(3)墙背直立且光滑(墙与土的摩擦角δ=0)。2.主动土压力 图5-6　主动土压力强度分布图a)主动土压力的计算　b)无黏性土压力的分布　c)黏性土压力的分布 二、朗肯土压力理论 3.被动土压力 图5-7　被动土压力强度分布图a)被动土压力的计算　b)无黏性土压力的分布　c)黏性土压力的分布 4.填土表面有连续的均布荷载作用 二、朗肯土压力理论 图5-8　填土表面有均布荷载的土压力计算 5.成层填土情况 二、朗肯土压力理论 (1)第1层的土压力按朗肯理论计算。 图5-9　成层填土的土压力计算 二、朗肯土压力理论 (2)计算第2层的土压力时，将第1层土按重度换算成第2层土相同的当量土层，即按第2层土顶面有均布荷载作用进行计算。(3)计算第3层的土压力时，将第1层土、第2层土按重度换算成与第3层土相同的当量土层进行计算。(4)若为更多层时，主动土压力强度计算依次类推。6.墙后填土中有地下水 图5-10　砂性土中有地下水 三、库伦土压力理论 1.基本假设 图5-11　楔体的静力平衡图 三、库伦土压力理论 2.主动土压力 图5-12　库伦主动土压力计算图a)土楔体ABC上的作用力　b)力矢三角形　c)主动土压力分布 三、库伦土压力理论 (1)土楔体自重W=γΔABC,其中γ为填土重度，当确定了破裂面BC的位置后，便可求出W的大小，其方向铅垂向下。(2)破裂面BC上的反力Ra，其大小未知，方向已知，其与破裂面BC的法线N1的夹角等于土的内摩擦角φ，并位于法线的下方。(3)墙背对土楔体的反力Ea，其大小未知，方向已知，其与墙背AB的法线N2的夹角为δ，并位于法线下方，与反力Ea大小相等、方向相反的作用力就是作用在墙背上的主动土压力。3.被动土压力 图5-13　库伦被动土压力计算a)土楔ABC上的作用力　b)力矢三角形　c)被动土压力分布图 三、库伦土压力理论 4.《建筑地基基础设计规范》(GB(1)计算支挡结构的土压力时，可按主动土压力计算。(2)边坡工程主动土压力应按下式进行计算，即(1)Ⅰ类　碎石土，密实度应为中密，干密度大于或等于2.0t/m3。(2)Ⅱ类　砂土，包括砾砂、粗砂、中砂，其密实度应为中密，干密度应大于或等于1.65t/m3。(3)Ⅲ类　黏土夹块石，干密度应大于或等于1.9t/m3。(4)粉质黏土　其干密度大于或等于1.65t/m3。 四、土坡稳定分析的基本理论 1