挡土墙计算理正岩土.pptx

挡土墙计算理正岩土1 1 挡土墙简介挡土墙简介2 2 模型简化模型简化内 容 概 要3 3 建立模型建立模型1挡 土 墙 简 介挡土墙得13种形式挡土墙适用范围挡土墙适用范围:公路、铁路、水利、市政、规划、地矿等;挡墙形式全挡墙形式全:目前有13种,分别为:重力式挡土墙、衡重式挡土墙、半重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、桩板式挡土墙、锚杆式挡土墙、锚定板式挡土墙、垂直预应力锚杆式挡土墙、卸荷板式挡土墙、装配式悬臂挡土墙与装配式扶壁挡土墙;参数交互参数交互:墙身尺寸:墙身样式灵活,面坡、背坡、墙底都可倾斜,可模拟仰斜式挡土墙;可设墙趾、墙踵;可自动设计或校核防滑凸榫;一般做市政道路时也按公路行业来输入1挡 土 墙 简 介坡线土柱坡线土柱:坡面起点与坡面线可灵活设置,可模拟墙顶有土,或者坡面比墙顶低得情况;附加外力附加外力:可模拟墙前被动土压力、墙顶车辆撞击荷载、墙顶有建筑物等情况;换算土柱换算土柱:即荷载,公路铁路行业常用得荷载软件已列出;物理参数物理参数:可考虑地震情况与浸水情况;墙后多层填土;土压力分为库仑压力、朗肯压力、静止压力;材料参数新增材料参数查询功能;基础基础:天然基础、钢筋混凝土底板、台阶式、换填式、锚桩式;整体稳定整体稳定:瑞典条分法;荷载组合荷载组合:荷载组合I、荷载组合II、荷载组合III。2模 型 简 化对挡土墙模型进行简化对挡土墙模型进行简化,转为计算模型转为计算模型,简化简化时时,注意以下几点注意以下几点:1)碎石倒滤层:忽略不考虑;2)底板:如果就是素混凝土,也可用钢筋混凝土底板来模拟;3)灌砌块石:主要起防冲刷得作用,限制墙体滑动得作用很小,可忽略不计;4)土压力起算点:可从基础底开始算,也可从结构底开始算。从基础底开始算得话,也可以考虑前面土产生得被动土压力,以外加荷载方式加入。从基础底开始考虑,不考虑墙前被动土压力。5)垫层:垫层比较薄时,可不考虑垫层。不影响结构计算得部分可忽略,如碎石倒滤层、排水孔、比较薄得垫层、灌砌块石等可忽略不计3 墙身尺寸墙身尺寸墙身尺寸墙身尺寸:建 立 模 型 墙身高墙身高:不包括基础部分;坡度坡度(面坡、背坡、墙底面坡、背坡、墙底):可正可负;将背坡坡率交互负值,可模拟仰斜式挡墙;滑移不满足时,可设成倾斜墙底;墙趾墙踵可设台阶墙趾墙踵可设台阶:墙趾最多两阶;墙趾台阶与墙面坡得坡度可以相同;墙踵最多一阶;凸榫凸榫:设置凸榫可增加挡墙得抗滑动稳定性,设计软件可自动设计凸榫得位置与尺寸,并直接带回软件中;凸榫构造要求根据铁路工程设计技术手册-路基(1995)要求进行验算;凸榫被动土压力系数无经验时取1;砌体材料凸榫容许应力可查公路路基设计手册(1997)P604表3-3-213-3-22,混凝土材料可查铁路路基支挡结构设计规范(TB 10025-2006)P6表3、1、3,表格内容如下:倾斜基底3注:干砌得容许压应力为表中2、5号砂浆砌体得一半。建 立 模 型砌体材料凸榫容许应力表砌体材料凸榫容许应力表:建 立 模 型3混凝土、片石材料凸榫容许应力表混凝土、片石材料凸榫容许应力表:3坡面线段数坡面线段数:即墙后填土得坡面形式,需交互每段坡面线得水平与竖直投影长度;坡线土柱坡线土柱坡线土柱坡线土柱:建 立 模 型 换算土柱换算土柱:换算方法:(取自公路路基设计规范JTG D30-2004)h=q/,h换算土层厚(m);q车辆荷载附加荷载强度,墙高小于2m,取20 kN/m2墙高大于10m,取10 kN/m2,墙高在210m之间得用内插法计算,作用于墙顶或墙后填土上人群荷载强度规定为3 kN/m2(计算时采用10 kN/m2,偏安全考虑,根据挡土墙04J008第5页3、3取值),作用于挡墙栏杆顶得水平推力采用0、75 kN/m,作用于栏杆扶手上得竖向力采用1 kN/m;墙背填土得容重,kN/m3;公路或铁路行业,软件列出了常用得荷载,可直接选用;3建 立 模 型附加集中力附加集中力:用于模拟作用在挡土墙上得其她外力;加入等效墙前被动土压力,可根据交互得墙身高度与墙前土体得物理参数计算出被动土压力;作用点得坐标输入以挡墙墙身左上角点为坐标原点;荷载大小为作用在挡墙纵向一延米范围内得外力;就是否为被动土压力,需要计算时选择“就是”,对结构有利时取荷载得0、3倍带入公式中计算,对结构不利时取荷载0、5倍带入公式(软件会自动乘系数),此处得公式,指得就是滑移与倾覆安全系数得计算公式。坡线土柱坡线土柱坡线土柱坡线土柱:挡土墙前得被动土压力可不计算,当基础埋置较深且地层稳定、不受水流冲刷与扰动破坏时可计入被动土压力。大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点3 坡线土柱坡线土柱坡线土柱坡线土柱:建 立 模 型坡线起始就是否低于墙顶坡线起始就是否低于墙顶:坡线起始点在挡土墙右上角下方则为就是,否则为否,如图所示;坡线起始点低于墙顶坡线起始点低于墙顶:压顶压顶,即墙顶有土即墙顶有土:局部放大局部放大3建 立 模 型地面横坡角度地面横坡角度:确定原则:一般取不产生土压力得硬土地面;当挡土墙后有岩石时,地面横坡角度一般为岩石得坡度;当挡土墙后都为土体时,可取0,即按土压力最大情况考虑;填土对横坡面得摩擦角填土对横坡面得摩擦角:用于有限土体土压力计算,只有当地面横坡角较大,土沿地面横坡角破坏时起作用;当破裂角位于桩背与地面横坡面之间时,计算土压力用墙后填土内摩擦角,当破裂角位于地面横坡面时,计算土压力宜根据试验确定,当无试验资料时,粘性土与粉土可取0、33,砂性土与碎石土可取0、5;浸水挡墙参数浸水挡墙参数:墙顶标高:决定地下水得相对距离;选择水利行业时,水位可高过墙顶;挡墙分段长度挡墙分段长度:按挡土墙得设缝间距划分;在公路行业影响车辆荷载得计算;坡线土柱坡线土柱坡线土柱坡线土柱:选择浸水挡土墙时,需输入水位参数3建 立 模 型 物理参数物理参数物理参数物理参数:挡土墙类挡土墙类型型:四种类型,可考虑地震与浸水;墙后填土类墙后填土类型型:当选择多层土时,点击旁边“土层”按钮进行输入各层土得物理参数;墙后填土内摩擦角墙后填土内摩擦角:当无资料时,可查公路路基设计手册(1997)P591表3-2-7与公路路基设计规范(JTG D30-2004)P34表5、4、2-4,表格内容如下:3建 立 模 型 物理参数物理参数物理参数物理参数:墙后填土粘聚力墙后填土粘聚力:根据试验或经验取值;墙后填土容重墙后填土容重:当无资料时,可参照公路路基设计规范(JTG D30-2004)P34表5、4、2-4得容重值,如上面表5、4、2-4所示;墙背与墙后填土摩擦角墙背与墙后填土摩擦角:当无试验资料时,可参考公路路基设计手册(1997)P591,具体内容如下:墙背光滑、排水不良时=0;混凝土墙身时=(01/2);一般情况、排水良好得石砌墙身=(1/22/3);台阶形得石砌墙背、排水良好时=2/3;第二破裂面或假象墙背时=;土压力土压力:三种土压力模式:库仑压力、朗肯压力与静止压力;朗肯理论得应用范围:墙背垂直、光滑、墙后填土面水平,即a=0,b=0,d=0。无粘性土与粘性土均可用。库伦理论得应用范围:用于包括朗肯条件在内得各种倾斜墙背得陡墙,填土面不限,即a,b,d可以不为零或等于零,故较朗肯公式应用范围更广。3建 立 模 型 物理参数物理参数物理参数物理参数:等效等效:可将粘聚力等效成内摩擦角来计算土压力,软件提供三种计算方法;填土容重填土容重:此处得容重指天然容重,浮容重=饱与容重-10,饱与容重天然容重,地基土容重值可查地勘资料;3 物理参数物理参数物理参数物理参数:建 立 模 型修正后地基土容许承载力修正后地基土容许承载力:查地勘资料;若地勘资料未进行修正时,可参考公路挡土墙设计与施工技术细则(2008)P24页得修正公式进行修正;地基土容许承载力提高系数地基土容许承载力提高系数:参考公路桥涵地基与基础设计规范(JTJ024-85)P2408表2、2、2取值,当受地震力作用时,应按公路工程抗震设计规范规定取值,如无特殊要求,墙趾墙踵提高系数可与平均提高系数相同(如果不太清楚就不进行提高),地基土容许承载力提高系数按下表取值:3建 立 模 型 物理参数物理参数物理参数物理参数:地震参数地震参数:选择抗震区或抗震浸水区挡墙时需交互地震参数;地震烈度不考虑7度、8度、9度;根据所在地区与工程重要性等选择抗震设防烈度;地震参数地震力计算公式:;水上、水下地震角(度):根据地震烈度确定,可参考相关规范;水平地震系数Kh:根据地震烈度确定,可参考相关规范;重要性修正系数Ci:根据工程类别及等级确定,一般取0、6-1、7;综合影响系数Cz:一般取0、25,见公路工程抗震规范;水平地震作用沿墙高得分布图形:根据墙高与工程等级确定,见公路工程抗震规范表3、1、5;3建 立 模 型地基强度与偏心距验算地基强度与偏心距验算:对基底宽度有两种考虑方法,分别为斜面长度作为基础底、水平投影长作为基础底,两种方法计算结果不同,可根据自己习惯选用。圬工砌体容重圬工砌体容重:当无资料时,计算挡土墙结构得重力时,其构件标准可参考公路挡土墙设计与施工技术细则(2008)P16表4、1、8取值,表格内容如下:材料参数材料参数:圬工砌体材料参数参照公路路基设计手册(1997)P604表3-3-213-3-22,表格内容同凸榫材料容许应力参数表格;物理参数物理参数物理参数物理参数:3建 立 模 型圬工之间摩擦系数圬工之间摩擦系数:圬工与圬工之间得摩擦系数取值参照公路路基设计手册(1997)P603所述内容,具体内容如下:一般采用0、4(主要组合)0、5(附加组合);地基土得摩擦系数地基土得摩擦系数:当无资料时,可查公路路基设计手册(1997)P593表3-3-3,表格内容如下:物理参数物理参数物理参数物理参数:建 立 模 型3基础类型基础类型:天然基础、钢筋混凝土底板、台阶式、换填土式、锚桩式;整体稳定整体稳定基础基础钢筋混凝土底板钢筋混凝土底板:铁路桥涵钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土结构设计规范(TB10002、3-2005)表5、2、1。计算方法计算方法:瑞典条分法;搜索方法搜索方法:自动搜索、给定范围、给定圆心半径计算安全系数、给定圆心计算安全系数;一般采用自动搜索方法;土条且向分力与滑动方向反向时土条且向分力与滑动方向反向时:两种理论:当下滑力对待,当抗滑力对待。