丰和集团2019年-2020年首届全国大学生岩土工程竞赛加筋土挡墙参赛作品设计方案.docx

首届全国大学生岩土工程竞赛 参赛作品设计方案 参赛学校： 组 长： 电 话： 电子邮件： 组 员： 组 员： 指导教师： 电 话： 二〇一五年 月 日 方案简述 1 模型图与说明 编号 名称 材料 功能 1 挡墙面板 灰底白纸板 1 承受沙土侧应力 2 斜拉筋 灰底白纸板 1 连接板肋与挡墙底板，传递侧压力至底板 3 挡墙侧板 灰底白纸板 1 提高面板刚度 2 提高面板平行于面板方向的抗压性能 3 与箱体产生摩擦力提供部分抗力 4 兜住砂土体，限制挡墙面板水平方向上的挠曲变形 4 格室 灰底白纸板 1 固沙，提高格室内沙土与格室上方沙土的摩擦力以增强挡墙底部的整体抗力 2提供斜拉筋与底板之间稳定的连接面，传递侧压力至底板 5 挡墙底板 灰底白纸板 1 与箱体产生摩擦力提供部分抗力 2 提供传递自斜拉筋的侧压力与砂土竖向压力的平衡载体 6 板肋 灰底白纸板 1 提供挡墙面板与斜拉筋之间稳定的连接面，传递侧压力至斜拉筋 2 提高面板刚度 3 提高面板平行于面板方向的抗压性能 4 兜住砂土体，限制挡墙面板水平方向上的挠曲变形 图 图1-2 挡墙单元示意图 图 图1-1 挡墙整体示意图 表 表1-1 挡墙各结构说明 注：1. 用于粘接的构件接头在图中未完全画出。 2. 经测试，灰底白板纸白面之间用双面胶连接的连接强度远高于灰面与灰面之间、灰面与白面之间的连 接强度，故重要传力构件的连接处均采用白面与白面连接，如斜拉筋与板肋、格室之间的连接。 3. 为提高面板竖向刚度，挡墙面板在水平方向均分为三个单元分别制作后再粘接在一起，且板肋和挡墙 面板为不经双面胶连接的整体。 4. 细部尺寸如图1-3所示。挡墙脚距临空面1cm，为建造过程中可能发生的变形和位移预留空间。 图1-3 挡墙尺寸 2 设计思路 简化模型，进行整体受力分析，确定挡土墙设计方案确定合适的接触面形式与面积抗力体系传力体系确定拉筋长度、宽度、角度与连接长度测试纸筋抗拉强度测试纸筋连接强度挡墙面板板肋斜拉筋格室 简化模型，进行整体受力分析，确定挡土墙设计方案 确定合适的接触面形式与面积 抗力体系 传力体系 确定拉筋长度、宽度、角度与连接长度 测试纸筋抗拉强度 测试纸筋连接强度 挡墙面板 板肋 斜拉筋 格室 格室 挡墙侧板 挡墙底板板 承力体系 通过构造措施加强构件性能 减少砂土侧压力 计算砂土侧压力、确定面板角度 任务 目标 增加底板与侧板上的压应力计算底部 增加底板与侧板上的压应力 计算底部竖向应力 计算两侧静止土压力 测试接触面摩擦系数 测试格室摩擦力增幅 本设计方案将挡墙视作由承力体系、传力体系、抗力体系构成的一个整体，而这三个体系又分别由挡墙面板、斜拉筋、挡墙侧板、格室、挡墙底板、板肋六个主要构件组成。根据各构件的受力特征确定分项设计目标与任务，再进行整体受力分析确定设计方案。 二、计算书： 1 设计准备 表2-1 基本条件 表2-1 基本条件 项目 值 备注 砂土重度 γ γ=17.5KN/ 取组委会所提供的最大干密度换算得 砂土内摩擦角 φ φ=35° 由级配较差的粗砂性质估计 墙背（灰面）与砂土摩擦角 δ=14.6° 由“格室摩擦力增幅测试实验”得 砂土黏聚力C C=0 由级配较差的粗砂性质估计 砂土泊松比μ μ=0.25 查阅文献资料得[3] 纸板白面与有机玻璃的摩擦因数μ μ=0.409 由有机玻璃直尺与纸板白面等材料实验得 纸板灰面与有机玻璃的摩擦因数μ μ=0.384 由有机玻璃直尺与纸板灰面等材料实验得 纸筋抗拉强度T 70.9N/cm 由长20cm，宽1cm、1.5cm、2cm的纸筋各3条作抗拉强度试验测得。 2.2 前提假设 = 1 \* GB3 ① 土压力计算中，视土体为弹性半空间体。由边界效应、土的不均匀性、非连续性等性质产生的计算误差在构造措施中考虑。 2.3 计算简图和计算策略 为简化计算，先不考虑砂土的边界效应和附加荷载在砂土中应力不均匀扩散的影响，且偏安全地不考虑挡土墙侧板在与箱体间的摩擦。由此将挡墙体系简化为平面问题，如图2-1所示。其中各力代表项如下： q1：作用在挡墙面板上的侧向土压力，因挡墙倾角接近90度，且墙背较光滑，由此假定q1垂直于挡墙面。 q2：作用在挡墙底板上的竖向