1.第四章-路基防护与支挡结构设计(2015新版).ppt

School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科路基路面工程路基路面工程Pavement Engineering国家精品课程国家精品课程东南大学东南大学 道路与铁道工程道路与铁道工程 国家重点学科国家重点学科Highway and Railway Engineering,National Key Discipline东南大学交通学院东南大学交通学院路基路面工程教学小组路基路面工程教学小组Tel:025-8379 5184School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科爱课程网址爱课程网址phttp:/ 5184School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科p第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护(slope protection)p第二节第二节 支挡结构的类型和构造支挡结构的类型和构造(types and construction)p第三节第三节 挡土墙结构布置挡土墙结构布置(structure layout)p第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算(calculation of earth pressure)p第五节第五节 挡土墙设计挡土墙设计(design of retaining wall)p第六节第六节 轻型挡土墙轻型挡土墙(light retaining wall)p第七节第七节 其它支挡结构其它支挡结构(other types)主要内容主要内容(main contents)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1 1）种草）种草(planting grass)适宜坡高不大、边坡适宜坡高不大、边坡不陡于不陡于1:1.0的土质易种的土质易种植边坡，其表面水径流速植边坡，其表面水径流速度应低于度应低于0.6m/s。边坡坡度在边坡坡度在1:1.0 1:2.0时时也可种草，也可种草，但但应应采取采取固定草种布或网格固固定草种布或网格固定定撒种等方法。撒种等方法。11、植物防护、植物防护(plant protection)第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护(slope protection)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 2 2）铺草皮）铺草皮(turf)(turf)表面水径流速度在表面水径流速度在0.6m/s1.8m/s之之间时不宜种草，而间时不宜种草，而应根据情况按平铺、应根据情况按平铺、水平叠置、垂直坡水平叠置、垂直坡面叠置、斜叠置等面叠置、斜叠置等不同方法铺草皮，不同方法铺草皮，必要时可先浆砌防必要时可先浆砌防护，在浆砌内部铺护，在浆砌内部铺草皮，以减小水流草皮，以减小水流冲刷。冲刷。草皮防护示意图：草皮防护示意图：a)a)平铺平面；平铺平面；b)b)平铺剖面；平铺剖面；c)c)水平叠铺；水平叠铺；d)d)垂直叠铺；垂直叠铺；e)e)斜交叠铺；斜交叠铺；f)f)网格式网格式第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护11、植物防护、植物防护(plant protection)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护1、植物防护、植物防护(plant protection)3 3）客土喷播）客土喷播(external-soil spray seeding)external-soil spray seeding)客土喷播是将含有客土喷播是将含有植物植物生长所需营养的基质材料混合胶结材料喷附在生长所需营养的基质材料混合胶结材料喷附在岩基坡面上，在岩基坡面上创造出宜于岩基坡面上，在岩基坡面上创造出宜于植物植物生长的硬度的、牢固且透生长的硬度的、牢固且透气、与自然表土相近的土板块，种植出可粗放管理的气、与自然表土相近的土板块，种植出可粗放管理的植物植物群落，最大群落，最大程度地恢复自然生态。程度地恢复自然生态。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 4 4）植树）植树(plant trees)(plant trees)主要用于堤岸边的河滩、沙漠及雪害地区的防护林等情况，主要起到：主要用于堤岸边的河滩、沙漠及雪害地区的防护林等情况，主要起到：降低河滩水流速度及改变水流方向；降低河滩水流速度及改变水流方向；防风固沙；防风固沙；防雪等作用。防雪等作用。低等级公路也可在路两侧进行植树，以起到固土、降尘、绿化、诱导视线等低等级公路也可在路两侧进行植树，以起到固土、降尘、绿化、诱导视线等作用。作用。第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护11、植物防护、植物防护(plant protection)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护1 1、植物防护、植物防护(plant protection)5 5）景观设计）景观设计(landscape design)(landscape design)边坡防护设计应与道路景观设计、道路稳定设计相协调。边坡防护设计应与道路景观设计、道路稳定设计相协调。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1 1）砂浆抹面防护）砂浆抹面防护(masonry pulp and facework protection)(masonry pulp and facework protection)主要用于石质挖方坡面，以防止岩石表面风化。但要求岩主要用于石质挖方坡面，以防止岩石表面风化。但要求岩表完整未剥落、表面较平整，一般抹面的厚度在表完整未剥落、表面较平整，一般抹面的厚度在210cm。2 2）喷浆防护）喷浆防护(gunite covering protection)(gunite covering protection)用于易风化且坡面不平整的岩石挖方边坡，一般厚度在用于易风化且坡面不平整的岩石挖方边坡，一般厚度在510cm。喷浆坡面应设置排水孔。喷浆坡面应设置排水孔。3 3）勾缝、灌浆、嵌补）勾缝、灌浆、嵌补(pointing,grouting and insertion)防止水分渗入缝隙。防止水分渗入缝隙。22、工程防护、工程防护(Engineering protection)第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4 4）干砌片石护面）干砌片石护面(rip-dry bank protection)(rip-dry bank protection)有单层与双层之分，须做砂垫层，厚度一般不小于有单层与双层之分，须做砂垫层，厚度一般不小于20cm20cm，主要用于坡面或排水沟渠。主要用于坡面或排水沟渠。第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护22、工程防护、工程防护(Engineering protection)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科5 5）浆砌片石护面（墙）浆砌片石护面（墙）(rip-dry bank protection)封闭软质岩层、高填方路堤表面及较破碎的挖方边坡，一封闭软质岩层、高填方路堤表面及较破碎的挖方边坡，一般立交内凹的夹角部分及较破碎的挖方边坡须全浆砌防护，般立交内凹的夹角部分及较破碎的挖方边坡须全浆砌防护，其它可采用菱形、拱形、方格形等防护方式，其间土体可种其它可采用菱形、拱形、方格形等防护方式，其间土体可种草或铺草皮。草或铺草皮。护护面面墙墙高度高度H(m)H(m)路路堑边堑边坡坡护护面面墙墙厚度厚度(m)(m)顶宽顶宽b b底底宽宽d d2 21 1：0.50.50.400.400.400.406 6陡于陡于1 1：0.50.50.400.400.40+0.10H0.40+0.10H6H106H101 1：0.50.51 1：0.750.750.400.400.40+0.05H0.40+0.05H10H1510H151 1：0.750.751 1：1 10.600.600.60+0.05H0.60+0.05H第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护22、工程防护、工程防护(Engineering protection)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科护面墙示意图：护面墙示意图：a)双层式；双层式；b)单层式；单层式；c)墙面；墙面；d)拱式；拱式；e)混合式混合式第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护22、工程防护、工程防护(Engineering protection)5 5）浆砌片石护面（墙）浆砌片石护面（墙）(rip-dry bank protection)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护22、工程防护、工程防护(Engineering protection)5）浆砌片石护面（墙）浆砌片石护面（墙）(rip-drybankprotection)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护33、冲刷防护、冲刷防护(scouring protection)1 1）路基冲刷破坏路基冲刷破坏(erode destroy for subgrade)(erode destroy for subgrade)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科植物防护植物防护石砌防护石砌防护抛石防护抛石防护：水流速度在：水流速度在3.0m/s5.0m/s石笼防护石笼防护：水流速度大于水流速度大于5.0m/s支挡防护支挡防护土工织物软体沉排防护土工织物软体沉排防护33、冲刷防护、冲刷防护(scouring protection)第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护2 2）直接防护直接防护(Direct protection Direct protection for subgrade erosionfor subgrade erosion)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科导导流流结结构物构物综综合布置示例合布置示例1-顺水坝顺水坝2-格坝格坝 3-挑水坝挑水坝（丁坝）（丁坝）4-拦水坝拦水坝5-导流坝导流坝6-桥墩桥墩 7-路中线路中线建导治结构物建导治结构物即设坝，一般有丁坝、顺坝、格坝等。即设坝，一般有丁坝、顺坝、格坝等。第一节第一节 路基坡面防护路基坡面防护33、冲刷防护、冲刷防护(scouring protection)3 3）间接）间接防护防护(Indirect protectionIndirect protection)节尾节尾School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 第二节第二节 支挡结构的类型和构造支挡结构的类型和构造(types and construction)1 1、支挡结构的用途、支挡结构的用途(functions of retaining structure)保证边坡及其环境的安全，对边坡采取支挡、加固与防护保证边坡及其环境的安全，对边坡采取支挡、加固与防护公路、铁路、城市建设，水坝建设、河床整治、港口工程、山公路、铁路、城市建设，水坝建设、河床整治、港口工程、山体规划、山体滑坡及水泥流防治体规划、山体滑坡及水泥流防治景观美化景观美化 第二节第二节 支挡结构的类型和构造支挡结构的类型和构造p1 1、支挡结构的用途、支挡结构的用途School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 第二节第二节 支挡结构的类型和构造支挡结构的类型和构造边坡挡土墙边坡挡土墙(slope retaining wall)(slope retaining wall)河堤支护河堤支护(embankment)(embankment)基坑支护基坑支护(foundation pit(foundation pit supporting)supporting)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 第二节第二节 支挡结构的类型和构造支挡结构的类型和构造2 2、支挡结构的类型和适用范围、支挡结构的类型和适用范围 (types and range of application)按支挡结构位置分类按支挡结构位置分类(location)路堑挡墙、路堤挡墙、路肩挡墙和山坡挡墙路堑挡墙、路堤挡墙、路肩挡墙和山坡挡墙 (cutting,embankment,shoulder,slope)按支挡结构的墙体材料分类按支挡结构的墙体材料分类(material)石砌挡墙、混凝土挡墙、钢筋混凝土挡墙、砖砌挡墙石砌挡墙、混凝土挡墙、钢筋混凝土挡墙、砖砌挡墙 (stone,concrete,reinforced concrete,brick)按结构形式与作用机理分类按结构形式与作用机理分类(structural form)重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆式挡土墙重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆式挡土墙 (gravity retaining wall,cantilever retaining wall,counterfort retaining wall,anchored retaining wall)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 挡土墙位置挡土墙位置分分：a a）路肩挡墙、）路肩挡墙、b b）路堤挡墙、）路堤挡墙、c c）路堑挡墙、）路堑挡墙、d d）山坡挡墙）山坡挡墙 shoulder embankment cutting slope shoulder embankment cutting slope 第二节第二节 支挡结构的类型和构造支挡结构的类型和构造abdcSchool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 第二节第二节 支挡结构的类型和构造支挡结构的类型和构造重力式gravity retaining wall悬臂式cantilever retaining wall 锚拉式（锚碇式）anchored retaining wall扶壁式counterfort retaining wall结构形式分类结构形式分类structural formSchool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 第二节第二节 支挡结构的类型和构造支挡结构的类型和构造挡土墙适用条件挡土墙适用条件（range of applicationrange of application）School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科墙面墙面（墙胸）（墙胸）（batter）墙背墙背（俯斜、仰斜、垂直）（俯斜、仰斜、垂直）有直线形墙背和折线形墙背之分有直线形墙背和折线形墙背之分（back）墙顶及护栏墙顶及护栏（top and parapet）墙底墙底（墙趾、墙踵）（墙趾、墙踵）（footing）基础基础（basement）设计主要内容包括基础形式的选择和设计主要内容包括基础形式的选择和基础埋置深度的确定。基础埋置深度的确定。排水设施排水设施（drainage）由地面排水和墙身排水两部分组成。由地面排水和墙身排水两部分组成。沉降缝和伸缩缝沉降缝和伸缩缝（settlement joint and expansion joint）33、支挡结构的构造、支挡结构的构造construction）挡土墙的组成示意图挡土墙的组成示意图墙背墙背墙身墙身基础基础墙踵墙踵墙顶墙顶墙面墙面墙趾墙趾基底基底 第二节第二节 支挡结构的类型和构造支挡结构的类型和构造墙墙身身（stem）节尾节尾School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科横向布置横向布置（horizontal layout）主要是在路基横断面图上选定挡土墙的位置，确定是路堑墙、路肩墙、路堤主要是在路基横断面图上选定挡土墙的位置，确定是路堑墙、路肩墙、路堤墙还是浸水挡墙？并确定断面形式及初步尺寸。墙还是浸水挡墙？并确定断面形式及初步尺寸。纵向布置纵向布置（longitudinal layout）在墙趾纵断面图上进行墙的纵向布置，布置后绘成挡土墙正面图。包括：在墙趾纵断面图上进行墙的纵向布置，布置后绘成挡土墙正面图。包括：1 1）分段，设伸缩缝与沉降缝；）分段，设伸缩缝与沉降缝；2 2）考虑始、末位置在路基及）考虑始、末位置在路基及 其它结构处的衔接；其它结构处的衔接；3 3）基础的纵向布置；）基础的纵向布置；4 4）泄水孔布置。）泄水孔布置。平面布置平面布置（plane layout）对于个别复杂的挡土墙，例如高的、长的沿河挡墙和曲面挡墙；绕避建筑物对于个别复杂的挡土墙，例如高的、长的沿河挡墙和曲面挡墙；绕避建筑物挡墙，除了横、纵向布置外，还应作平面布置，并绘制平面布置图。挡墙，除了横、纵向布置外，还应作平面布置，并绘制平面布置图。第三节第三节 挡土墙结构布置挡土墙结构布置(Retaining Wall Layout)节尾节尾School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科11、作用在挡土墙上的力系、作用在挡土墙上的力系（forces）p（1）主要力系）主要力系（main forces）：挡土墙自重及位于墙上的恒载；挡土墙自重及位于墙上的恒载；墙后土体的墙后土体的主动土压力主动土压力（包括超载）；（包括超载）；基底的支撑力与摩阻力；基底的支撑力与摩阻力；墙前土体的墙前土体的被动土压力被动土压力；浸水墙的常水位静水压力及浮力。浸水墙的常水位静水压力及浮力。p（2）附加力（）附加力（additional forces）：季节性或规律性作用于墙的各种力，季节性或规律性作用于墙的各种力，如波浪冲击、洪水。如波浪冲击、洪水。p（3）特殊力）特殊力（occasional forces）：偶然出现的力，如地震力、浮力、水面物撞击力等。偶然出现的力，如地震力、浮力、水面物撞击力等。图图6-5 6-5 作用在挡土墙上作用在挡土墙上的力系的力系第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算(Calculation of earth pressure)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算22、挡土墙的移动形式、挡土墙的移动形式（movement of retaining wall）（1）墙体外移）墙体外移（move away from backfill）（2）墙体内移）墙体内移（move towards soil）（3）墙体不移动）墙体不移动（keep still）School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算u3 3、路基挡土墙的土压力考虑、路基挡土墙的土压力考虑(earth pressure)1 1）主动土压力与被动土压力的区分）主动土压力与被动土压力的区分 (difference between active pressure and passive pressure)：假定挡土墙处于极限移动状态，土体有沿墙及假想破裂面移动的假定挡土墙处于极限移动状态，土体有沿墙及假想破裂面移动的趋势，则土推墙即为趋势，则土推墙即为主动土压力主动土压力，墙推土即为，墙推土即为被动土压力被动土压力。2 2）路基挡土墙的土压力考虑：）路基挡土墙的土压力考虑：路基挡土墙路基挡土墙一般都有可能有向外的位移或倾覆，因此，在设计中一般都有可能有向外的位移或倾覆，因此，在设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态考虑，即只考虑按墙背土体达到主动极限平衡状态考虑，即只考虑Ea，且取一定，且取一定的安全系数的安全系数(safety factor)以保证墙背土体的稳定。以保证墙背土体的稳定。墙趾前土体墙趾前土体的被动土压力的被动土压力Ep一般不计。一般不计。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科墙背倾斜形式墙背倾斜形式仰斜、直立和俯斜仰斜、直立和俯斜E1 1仰斜仰斜E2 2直立直立E3 3俯斜俯斜E1 1E2 2E3 3第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算4 4、不同墙背倾斜形式的土压力大小、不同墙背倾斜形式的土压力大小 (earth pressure of different oblique forms)School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算5、挡土墙的土压力计算理论、挡土墙的土压力计算理论 (theories of earth pressure calculation)（1）朗肯土压力理论朗肯土压力理论 (Rankines theory of earth pressure)1857年英国学者朗肯（年英国学者朗肯（Rankine）从研究弹性半空间体内的）从研究弹性半空间体内的应力状态，根据土的极限平衡理论，得出计算土压力的方法，应力状态，根据土的极限平衡理论，得出计算土压力的方法，又称极限应力法又称极限应力法(the ultimate stress method)。（2）库仑土压力理论库仑土压力理论 (Coulombs theory of earth pressure)1776年法国的库伦（年法国的库伦（C.A.Coulomb）根据极限平衡的概念，）根据极限平衡的概念，并假定滑动面为平面，分析了滑动楔体的力系平衡，从而求并假定滑动面为平面，分析了滑动楔体的力系平衡，从而求算出挡土墙上的土压力，成为著名的库伦土压力理论。算出挡土墙上的土压力，成为著名的库伦土压力理论。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算p（3）朗肯理论的基本假设朗肯理论的基本假设(basic assumption）：墙本身墙本身刚性刚性（rigid retaining wall），因此，不考虑墙身的变形；，因此，不考虑墙身的变形；墙后填土墙后填土延伸到无限远处延伸到无限远处（semi-infinite depth），填土表面水平（，填土表面水平（=0）；）；墙背墙背垂直光滑垂直光滑（墙与垂向夹角（墙与垂向夹角=0，墙与土的摩擦角，墙与土的摩擦角=0）。）。无粘性土无粘性土（none-cohesive soil）粘性土粘性土（cohesive soil）School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算p（4）库伦理论的基本假设库伦理论的基本假设(basic assumption）墙后填土为均匀的墙后填土为均匀的无粘性土无粘性土（c=0），填土表面倾斜（），填土表面倾斜（0）；）；挡土墙挡土墙刚性刚性，墙背倾斜，倾角为，墙背倾斜，倾角为；墙面墙面粗糙粗糙（rough surface），墙背与土本之间存在摩擦力（，墙背与土本之间存在摩擦力（0）；）；滑动破裂面滑动破裂面（failure plane）为通过为通过墙踵的平面墙踵的平面。（a）（b）（c）库伦主动土压力计算图式School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算p（5 5）分析方法的异同）分析方法的异同 朗肯理论和库伦理论都是研究土压力问题的简化方法。它们各有其不朗肯理论和库伦理论都是研究土压力问题的简化方法。它们各有其不同的基本假定、分析方法和适用条件。同的基本假定、分析方法和适用条件。共同点共同点（similarities）：朗肯理论和库伦理论朗肯理论和库伦理论均属于均属于极限状态土压力极限状态土压力理论理论（limit equilibrium state earth pressure theory）。用这两种理论。用这两种理论计算出的土压力均为墙后土体处于极限平衡状态下的主动土压力计算出的土压力均为墙后土体处于极限平衡状态下的主动土压力Pa和被动土压力和被动土压力Pp。不同点不同点（differences）：朗肯理论朗肯理论从土体中从土体中一点一点的极限平衡状态出发，的极限平衡状态出发，由处于极限平衡状态时的大小主应力关系求解（极限应力法（由处于极限平衡状态时的大小主应力关系求解（极限应力法（the ultimate stress method）；）；库伦理论库伦理论根据墙背与滑裂面之间的根据墙背与滑裂面之间的土楔土楔处于极限平衡，用静力平衡条件求解（滑动楔体法）处于极限平衡，用静力平衡条件求解（滑动楔体法）（static equilibrium）。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科破裂面交于内边坡破裂面交于内边坡 挡土墙因路基形式和荷载分布挡土墙因路基形式和荷载分布（forces distribution）不同不同土压力有多种计算图式土压力有多种计算图式第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算（1）破裂面）破裂面（failure plane）交于内边坡交于内边坡-适用于路堤或路堑挡土墙适用于路堤或路堑挡土墙 Ea-P156 式式4-66 6、一般条件下库仑主动土压力计算、一般条件下库仑主动土压力计算（Calculation of Coulombs active earth pressure under general conditions）School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科破裂面交于路基面：破裂面交于路基面：a)a)交于荷载内侧；交于荷载内侧；b)b)交于荷载中部；交于荷载中部；c)c)交于荷载外侧交于荷载外侧 第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算（2）破裂角交于路基面）破裂角交于路基面-破裂面交与荷载中部破裂面交与荷载中部 b)Ea-式式4-9破裂面交与荷载外侧破裂面交与荷载外侧 c)Ea-式式4-11破裂面交与荷载内部破裂面交与荷载内部 a)Ea-式式4-12School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科（3）破裂面交于外边坡）破裂面交于外边坡Ea-式式4-13破裂面交于外边坡破裂面交于外边坡 第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科等效内摩擦角法等效内摩擦角法（equivalent internal friction angle method)D D一般增加一般增加510（P160）力多边形法力多边形法(数解法数解法)P160 Ea-式式4-16（4）粘性土土压力计算）粘性土土压力计算 （earth pressure of cohesive soil）库仑理论本来只考虑不具有粘聚力的砂性土的土压力问题。库仑理论本来只考虑不具有粘聚力的砂性土的土压力问题。当墙背填料为粘性土时，土的粘聚力对主动土压力的影响很大，当墙背填料为粘性土时，土的粘聚力对主动土压力的影响很大，因此应考虑粘聚力的影响。可以以库仑理论为基础计算粘性土因此应考虑粘聚力的影响。可以以库仑理论为基础计算粘性土主动土压力，但需要近似，主要有以下近似方法：主动土压力，但需要近似，主要有以下近似方法：第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科有限范围填土的土压力计算有限范围填土的土压力计算7、被动土压力计算、被动土压力计算（calculation of passive earth pressure）P163 Ea-式式4-23第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1）浸水的填料受到）浸水的填料受到水的浮力作用水的浮力作用(flotage effect)而使土压力减小；而使土压力减小；2）砂性土的）砂性土的内摩擦角内摩擦角受水的影响不大，可认为浸水后不变，但受水的影响不大，可认为浸水后不变，但粘性土浸水后粘性土浸水后抗剪强度抗剪强度(shear strength)显著降低；显著降低；3）墙背与墙面均受到静水压力，在墙背与墙面水平一致时，两）墙背与墙面均受到静水压力，在墙背与墙面水平一致时，两者互相平衡；而者互相平衡；而当有一水位差当有一水位差时，则墙身受到静水压力差所引起时，则墙身受到静水压力差所引起的推力；的推力；4）墙外水位骤然降落，或者墙后暴雨下渗在填料内出现渗流时，）墙外水位骤然降落，或者墙后暴雨下渗在填料内出现渗流时，填料受到填料受到渗透动水压力渗透动水压力。渗水性填料，动水压力一般很小，可略。渗水性填料，动水压力一般很小，可略而不计；而不计；5）墙身受到水的浮力作用，而使其）墙身受到水的浮力作用，而使其抗倾覆及抗滑动稳定性抗倾覆及抗滑动稳定性减弱。减弱。考虑因素考虑因素（considerations）：第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算p8.浸水挡土墙土压力计算浸水挡土墙土压力计算(earth pressure of retting retaining wall）School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科6）墙后填料应尽量用片、碎石或砂性土墙后填料应尽量用片、碎石或砂性土分层填筑并夯实，并做分层填筑并夯实，并做好排水设施。好排水设施。7）挡土墙修建在挡土墙修建在设计裂度为设计裂度为8度及度及8度以上的度以上的地震区地震区，以及修筑，以及修筑在地震时可能发生大规模在地震时可能发生大规模滑坡崩塌的地段或软弱地基滑坡崩塌的地段或软弱地基(如软弱粘如软弱粘性土层性土层)、地震强度和稳定性验算、地震强度和稳定性验算(stability analysis）。8）验算时要考虑破裂棱体和挡土墙身分别承受）验算时要考虑破裂棱体和挡土墙身分别承受地震力的作用地震力的作用，将将地震荷载与恒载组合地震荷载与恒载组合，并考虑常年水位的浮力；不考虑季节性，并考虑常年水位的浮力；不考虑季节性浸水的影响，其他外力，包括车辆荷载的作用均不考虑。浸水的影响，其他外力，包括车辆荷载的作用均不考虑。第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第四节第四节 挡土墙结构的土压力计算挡土墙结构的土压力计算 8.浸水挡土墙土压力计算浸水挡土墙土压力计算(当填料为砂性土时当填料为砂性土时）（1）浸水部分重度采用水中重度；）浸水部分重度采用水中重度；（2）浸水前后的内摩擦角不变；）浸水前后的内摩擦角不变；（3）破裂面为一平面，并且不考虑进水对破裂面的影响。）破裂面为一平面，并且不考虑进水对破裂面的影响。因此，浸水挡土墙因此，浸水挡土墙土压力土压力Eb可采用不可采用不浸水时的浸水时的土压力土压力Ea扣除因浮力影响而扣除因浮力影响而减少的减少的土压力土压力EbSchool of Transportation