重力挡土墙计算系统说明.doc

重力式挡土墙设计系统简要说明
一、功能
重力式挡土墙是以挡土墙自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。它是我国目前最常用的一种挡土墙。重力式挡土墙可用石砌或混凝土建成，一般都做成简单的梯形，其墙背有仰倾，垂直，俯倾三种形式。其设计的核心是确定墙的形式和各种尺寸。
本设计程序的主要功能是根据客户提供的墙形及各种尺寸确定墙的抗倾，抗滑稳定系数及基底的最大最小应力，使客户能够根据反馈的数据调整墙的设计数据，直到满足客户的需求为止。另外，本系统可以输出根据用户输入计算出的结果数据的文件及墙体、土压力强度图（AutoCad制）,便于用户存档及比较。
在本系统计算墙的各种强度系数过程中，考虑了多种工程中可能出现的情况，特别是计算土压力时，考虑了有无地下水，有无均布荷载影响，是否为粘性土及地震的影响。有地下水时，还考虑了扬压力。所以该系统具有较强的通用性。

二、原理
在本系统中，土压力计算采用库仑土压力计算理论，其基本公式为：

γ---------填土重度
　 ψ---------填土内摩擦角
　 ρ---------墙背倾角，既墙背与铅直线之间的夹角
　 β---------墙背填土表面倾角
　 δ---------墙背与填土之间摩擦角
Ea---------土压力

对粘性土的情况，根据抗剪强度相等理论，采用了等值内摩擦角法计算土压力，既：
粘土抗剪强度
等值抗剪强度
φd--------等值内摩擦角

由以上两式：

σ取常用的，有一定的误差，但在长期计算中证明这种方法是可行的。

对于地震的影响，本系统采用《水工建筑物抗震设计规范》（SDJ 10—78）中的方法，采用公式：

Kh-----------水平向地震系数
Cz-----------综合影响系数
Ce-----------地震动土压力系数
Ea-----------静主动土压力合力
ψ-----------填土内摩擦角
Cz，Ce，Kh三个系数可查表得出。这些表都固化在程序中。

对于有地下水的情况，应注意采用浮容重计算，而有均布荷载时，把均布荷载变成相应厚的土层来计算。

抗滑安全系数：

F 滑---------基底的摩擦力
F水平推力-----水平向对墙体推力的合力

抗倾覆安全系数：

W覆---------对墙前底角求的力矩，且使墙底受压
W倾---------对墙前底角求的力矩，且使墙底受拉

三、使用方法
打开程序，首先是启动画面，如下：

在“工程名称”栏中输入本工程的名称，它将用来标识输出的文本文件及AutoCad图

接下来是特殊情况输入界面，如下：

用户可根据自己工程的实际情况选择。

第三个界面用来输入数据。可输入的数据依据用户在前一界面的选择有可能不同，但不可输入的数据都是在用户选择情况下不需使用的。地震设计烈度取7级，8级，9级。具体界面如图：

接着出现“文件选择”对话框。用户选择一个文件用于存结果数据文件，该文件以文本形式储存。（*.txt）

最后一个界面用于生成Autocad图及打开结果数据文件检查数据。如图：

如果用户不清楚图形按钮的作用，可以将鼠标放在按钮上2-3秒，将有提示信息出现。