挡墙稳定计算
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衡重式挡土墙的稳定性计算-最新文档资料衡重式挡土墙的稳定性计算第1章土压力计算1.1土压力的类别土压力的类别作用在墙身上的土压力有主动土压力,被动土压力和静止土压力三种。
挡土墙上的土压力大小随墙的变化状态而不同。
如图3.4所示,当墙向外移动时,土压力随之减小直到墙后土体沿破裂面下滑而处于极限平衡状态时土压力达到最小值。
此时土体给墙背的土压力称为主动土压力。
当墙向土体挤压移动时土压力随之增大,墙后土体被推破坏到向上滑动的极限平衡状态时土压力达到最大值,此时土体给墙背的抗力称为被动土压力。
墙在原来的位置不变时土压力介于上述二者之间,即称为静止土压力。
路基挡土墙一般均可能有侧向位移或倾覆,墙身受到主动或被动土压力,但是对于墙趾土体的被动土压力往往出于偏安全角度考虑而忽略不计,主要考虑墙背所受的主动土压力。
图3.4 土压力类别示意图1.2 库仑理论的要点计算土压力的理论和方法很多,目前应用最广泛的是库仑理论和公式。
库仑理论的要点为:假设墙背填料为均质散粒体,仅有内摩擦力而无粘聚力;当墙身向外移动或绕墙趾外倾时,墙背填料内会出现一通过墙踵的破裂面假设此破裂面为一平面;破裂面上的土楔,视为刚性体,根据静力平衡条件确定此土楔处于极限平衡状态时给予墙背的主动土压力为:式(3.1)式中:G—土楔重(土楔上有荷载时包括荷载重);—破裂面与垂线的夹角称为破裂角;—土的内摩擦角;;—墙背的倾角,仰斜时取负值,俯斜时取正值;—墙背与填料间的摩擦角。
通过墙踵,假设若干个破裂面,而其中使主动土压力达到最大的那个破裂面即为最危险的破裂面,则可以用求得破裂面的位置和主动土压力值。
假设土压力沿墙高呈直线分布,土压力作用在墙高的的下三分点处与墙背的法线夹角为。
图3.5 土压力计算图示1.3库仑理论的适用范围库仑理论概念简单明了,适用范围较广,可用以解算各种墙背情况(但是必须为平面或近似平面)。
不同墙后填料表面形状和荷载作用情况下的主动土压力。
挡土墙抗倾覆稳定性验算例题假设挡土墙的高度为6米,墙后填土的重度为18kN/m³,填土面与墙面摩擦角为30度,水平地震分析加速度为0.15g,垂直地震分析加速度为0.1g。
现在来计算挡土墙的抗倾覆稳定性。
步骤如下:1.计算填土的横向作用力填土的横向作用力 = 填土重度 x 墙高 x 墙宽= 18 kN/m³ x 6m x 1m= 108 kN/m2.计算填土与墙面之间的摩擦力填土与墙面之间的摩擦力 = 填土的横向作用力 x 摩擦系数= 108kN/m x tan(30度)= 62.4 kN/m3.计算水平方向的地震作用力水平方向的地震作用力 = 0.15g x 1g x 填土重度 x 墙高 x 墙宽= 0.15 x 1 x 18 kN/m³ x 6m x 1m= 16.2 kN/m4.计算垂直方向的地震作用力垂直方向的地震作用力 = 0.1g x 1g x 填土重度 x 墙高 x 墙宽= 0.1 x 1 x 18 kN/m³ x 6m x 1m= 10.8 kN/m5.计算倾覆力矩倾覆力矩 = 填土的横向作用力 x 墙高/2 + 填土与墙面之间的摩擦力 x 墙高/3+ 水平方向的地震作用力 x 墙高/3 + 垂直方向的地震作用力 x 墙高/3 = 108 kN/m × 6m/2 + 62.4 kN/m × 6m/3 + 16.2 kN/m × 6m/3 + 10.8 kN/m × 6m/3= 876.6 kN·m6.计算抗倾覆稳定系数抗倾覆稳定系数 = 倾覆力矩 / 抵抗倾覆力矩= 倾覆力矩 / (填土的横向作用力 x 墙高/2)= 876.6 kN·m / (108 kN/m × 6m/2)= 2.04因此,挡土墙的抗倾覆稳定系数为2.04,满足抗倾覆的要求。
墙体重度γq=21.56KN/M3车载:墙后填土:采用砂砾石填筑填土重度γt=18KN/M3填土倾角β=0度0弧度填土内摩擦角φ=35度0.610865弧度填土与墙体摩擦角δ=18度0.314159弧度11.55车载换算土层厚度:h换=0m基地表面与墙体摩擦系数:f=0.35挡土墙基本形式:h1=5mh2=0.5mh3=1mb0=0.5mb1=0.1m坡比m=0.3b2= 1.2mb3=0.1m墙背与铅直线的夹角:ε=16.699182度0.291455弧度土压力计算:Pa=104.714KN/M与铅直线有夹角ψ=55.300818度0.965181弧度则水平土压力为Za=86.091008KN/M水平力作用点:za= 1.8333333m铅直作用力计算:铅直土压力Ga=59.610526KN/M与端点距离Wga= 1.25m墙体各部分自重及距端点距离:G1=10.78KN/MW1=0.35mG2=94.864KN/MW2=1mG3=20.482KN/MW3=0.95m墙体上部各部分土重及距端点距离:G t1=23.4KN/MWt1= 1.25mG t2=43.2KN/MWt2= 1.4mG t3=7.2KN/MWt3= 1.85m抗滑稳定计算:最小安全系数为1.3 Kc=NY*f/Za 1.0551367抗倾覆稳定计算:水平力矩:MH=157.83351KN/M*M铅直力矩:MY=295.65806KN/M*M安全系数KN=MY/MH 1.8732274最小安全系数1.5偏心距及基底应力:ZN=(MY-MH)/NY0.531041偏心距e=0.418959基地应力:ζ1,2ζ1,2=N/B*(1+/-6*e/B)317.32142Kpa-44.12508Kpa-7.191407工程量:351.0023.45。
挡土墙抗滑稳定计算(一)引言概述:
挡土墙是一种用于土方工程中的重要结构,其主要功能是防止土体的滑动和崩塌,确保土方工程的稳定性。
为了保证挡土墙的抗滑稳定性能,需要进行详细的计算和分析。
本文将从五个方面对挡土墙的抗滑稳定性进行计算与分析。
正文内容:
一、土体参数计算
1. 确定土体的物理性质,包括土壤类型、密度、角度内摩擦角等参数。
2. 测定土体的剪切强度参数,如黏聚力、内摩擦角等。
二、确定挡土墙的受力特性
1. 确定挡土墙的尺寸和几何形状,包括挡土墙的高度、底宽、顶宽等。
2. 计算挡土墙的自重和土压力,确定挡土墙的受力情况。
三、计算挡土墙与地基的摩擦力
1. 确定挡土墙与地基之间的紧密度,包括地基的摩擦角、侧向土压力系数等。
2. 计算挡土墙与地基之间的摩擦力和剪切力。
四、计算挡土墙的侧向稳定性
1. 考虑挡土墙自重、土压力和水力等因素,计算挡土墙的倾覆稳定性。
2. 考虑挡土墙与地基之间的摩擦力和剪切力,计算挡土墙的滑动稳定性。
五、分析挡土墙的整体稳定性
1. 综合考虑挡土墙的倾覆稳定性和滑动稳定性,分析挡土墙的整体稳定性。
2. 针对可能的失稳问题,提出合理的加固措施,并进行相应的计算和验证。
总结:
通过对挡土墙抗滑稳定性计算的分析,可以确定挡土墙的稳定性,预测挡土墙在不同条件下的变形和破坏情况。
这些计算结果对于土方工程的设计和施工具有重要的参考价值,可以确保土方工程的安全性和稳定性。
同时,本文所述的挡土墙抗滑稳定计算还需继续深入研究和实践,以提高土方工程的质量和效益。
挡土墙稳定计算挡土墙稳定计算1. 引言挡土墙是土木工程中常见的结构,用于控制土体的稳定,防止土体滑动、塌方等不稳定情况的发生。
本文将介绍挡土墙的稳定计算方法。
2. 挡土墙的结构类型挡土墙的结构类型多种多样,常见的有重力式挡土墙、加筋土壤墙、悬臂式挡土墙等。
每种结构类型有其合用的工程情况和稳定计算方法。
3. 土体参数的确定在进行挡土墙的稳定计算前,需要确定土体的参数,包括土体的抗剪强度、重度和内磨擦角等。
这些参数可以通过实验室试验或者现场测试得到。
4. 土体侧压力的计算土体侧压力是挡土墙稳定计算中重要的参数之一。
根据土体的性质和墙体结构类型,可以采用不同的方法来计算土体的侧压力。
5. 挡土墙的稳定计算方法根据挡土墙的结构类型和土体参数,可以采用不同的稳定计算方法,包括平衡法、弹性法、极限平衡法等。
根据具体工程情况,选择合适的稳定计算方法进行计算。
6. 挡土墙的稳定性分析在进行挡土墙的稳定性分析时,需要考虑墙体的稳定性和土体的稳定性。
通过计算墙体的滑动稳定性和倾覆稳定性,判断挡土墙的整体稳定性。
7. 挡土墙的设计和加固措施根据挡土墙的稳定性分析结果,设计合理的挡土墙结构,并加固不稳定部份。
常用的挡土墙加固措施包括加筋、加固层等。
8. 挡土墙的施工与监测挡土墙的施工需要按照设计要求进行,同时需要进行监测,及时发现问题并采取措施。
监测内容包括挡土墙的变形、土体的应力等。
9. 结论对挡土墙的稳定计算方法进行了详细的介绍,并提出了设计和施工上的注意事项。
附件:1. 挡土墙稳定计算表格(示例)2. 挡土墙设计图纸(示例)3. 挡土墙施工合同(示例)法律名词及注释:1. 土木工程法:土木工程专门处理土木结构的设计、施工和维护等方面的法律法规。
2. 挡土墙设计规范:国家制定的挡土墙设计规范,规定了挡土墙的设计要求和计算方法等。
2、农田护墙(挡土墙)稳定性计算书(1):墙身尺寸:墙身高: 1.500(m)墙顶宽: 0.500(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250背坡倾斜坡度: 1:0.200采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.300(m)墙趾台阶h1: 0.400(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: 0.200:1(2):物理参数:圬工砌体容重: 23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数: 0.400地基土摩擦系数: 0.500墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa)墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa) (3):挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度)墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)墙后填土容重: 19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)地基土容重: 18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.200墙踵值提高系数: 1.300平均值提高系数: 1.000墙底摩擦系数: 0.500地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)土压力计算方法: 库仑(4):坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)(5):稳定性计算书:第1 种情况: 一般情况[土压力计算] 计算高度为1.807(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角:38.300(度)Ea=21.071 Ex=18.463 Ey=10.154(kN) 作用点高度Zy=0.615(m) 因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在:第2破裂角=10.021(度) 第1破裂角=39.550(度)Ea=23.256 Ex=16.438 Ey=16.450(kN) 作用点高度Zy=0.632(m) 墙身截面积= 1.603(m2) 重量= 36.866 kN墙背与第二破裂面之间土楔重= 0.733(kN) 重心坐标(0.633,-0.594)(相对于墙面坡上角点)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数= 0.500采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度= 11.310 (度)Wn = 36.869(kN) En = 19.355(kN) Wt = 7.374(kN) Et = 12.893(kN) 滑移力= 5.519(kN) 抗滑力= 28.112(kN)滑移验算满足: Kc = 5.093 > 1.300地基土摩擦系数= 0.500地基土层水平向: 滑移力= 16.438(kN) 抗滑力= 29.149(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.773 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw = 0.865 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx = 1.425 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy = 0.325 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 5.334(kN-m) 抗倾覆力矩= 56.294(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 10.553 > 1.500(三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力= 56.224(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=50.960(kN-m)基础底面宽度 B = 1.567 (m) 偏心距e = -0.123(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn = 0.906(m)基底压应力: 趾部=18.992 踵部=52.774(kPa)最大应力与最小应力之比= 52.774 / 18.992 = 2.779作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.123 <= 0.250*1.567 = 0.392(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=18.992 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=52.774 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=35.883 <= 500.000(kPa) (四) 基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五) 墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积= 1.376(m2) 重量= 31.654 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 0.842 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.410 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 0.325 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 48.837(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=44.716(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0.916(m)截面宽度 B = 1.475 (m) 偏心距e1 = -0.178(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.178 <= 0.300*1.475 = 0.443(m)截面上压应力: 面坡=9.120 背坡=57.100(kPa)压应力验算满足: 计算值= 57.100 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -2.099 <= 110.000(kPa)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为1.100(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角:43.000(度)Ea=8.426 Ex=7.383 Ey=4.060(kN) 作用点高度Zy=0.368(m) 因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在:第2破裂角=7.885(度) 第1破裂角=43.640(度)Ea=9.240 Ex=6.770 Ey=6.288(kN) 作用点高度Zy=0.385(m) 墙身截面积= 0.822(m2) 重量= 18.912 kN墙背与第二破裂面之间土楔重= 0.733(kN) 重心坐标(0.594,-0.353)(相对于墙面坡上角点)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积= 0.822(m2) 重量= 18.912 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 0.510 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 0.918 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy = 0.385 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 25.933(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=13.593(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0.524(m)截面宽度 B = 0.995 (m) 偏心距e1 = -0.027(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.027 <= 0.300*0.995 = 0.299(m)截面上压应力: 面坡=21.873 背坡=30.254(kPa)压应力验算满足: 计算值= 30.254 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -3.621 <= 110.000(kPa)============================================== ===各组合最不利结果============================================== ===(一) 滑移验算安全系数最不利为:组合1(一般情况)抗滑力= 28.112(kN),滑移力= 5.519(kN)。
1.2 挡墙稳定应力计算
1)抗滑稳定安全系数按下式计算:
Kc=fΣV/ΣH
式中:Kc——抗滑稳定安全系数;
f——基底面与地基间摩擦系数,取f=0.3;
ΣV——垂直荷载总和;
ΣH——水平荷载总和。
2)抗倾稳定按下式算:
Ko=ΣMy/ΣMo
式中:Ko——抗倾稳定安全系数;
ΣMy——作用于墙身各力对墙前趾的稳定力矩;kN.m
ΣMo——作用于墙身各力对墙前趾的倾覆力矩。
kN.m 3)基底应力按下式计算:
σ1,2=ΣV /B(1+6e/B)
式中:σ1——墙前基底处的应力;KPa
σ2——墙背基底处的应力;KPa
B——墙底宽度;(m)
e——墙底压力偏心距。
(m)
其它符号意义同前。
4)计算工况
根据本工程实际情况,挡墙稳定应力计算拟定了以下三种计算工况。
工况1:施工完建期,墙前墙后均无水;
工况2:墙前正常蓄水位3.0m,墙后水位2.0m。
通过计算,抗滑、抗倾安全系数、地基应力均能满足规范要求。
挡墙稳定计算成果分别见表1-4。
表1-4 挡墙稳定应力计算成果表
由上表可知,挡墙抗滑稳定安全系数均大于1.2,抗倾覆安全系数均大于1.45,基底应力的最大值与最小值之比小于2.0,均能满足规范要求。
挡墙基底计算最大正应力为93.0kPa,高于地基土允许承载力标准值40kPa,要求进行钻孔灌注桩地基处理。
各种挡土墙计算公式挡土墙是一种常见的土木结构工程,用于控制土石体的滑动、崩塌和坍塌等。
根据挡土墙的类型和设计要求,计算公式也有所不同。
下面将介绍几种常见的挡土墙计算公式。
1.挡土墙稳定性计算公式:挡土墙的稳定性计算是挡土墙设计的基础。
常用的稳定性计算公式有下列几种:(1)倾倒式挡土墙稳定性计算公式:a.倾倒倾覆稳定性计算公式:\[ F_{s1} = N \cdot W \cdot H \cdot \sin(\phi) \]其中,\( F_{s1} \)是倾倒倾覆稳定力,N是土体上覆土的施工阶段数,W是土体的自重,H是土体的高度,\( \phi \)是土体的内摩擦角。
b.滑移稳定性计算公式:\[ F_{s2} = W \cdot N \cdot H \cdot \tan(\delta) \]其中,\( F_{s2} \)是滑移稳定力,N是土体上覆土的施工阶段数,W是土体的自重,H是土体的高度,\( \delta \)是土体的倾斜角度。
(2)桩柱式挡土墙稳定性计算公式:a.桩基承载力计算公式:\[ Q = \frac{P}{A} \]其中,Q是桩基承载力,P是桩基上土体的重量,A是桩基对土体的投影面积。
b.土压力计算公式:\[ F = k \cdot A \cdot H \]其中,F是土压力,k是土体的侧压力系数,A是土体承受土压力的面积,H是土体的高度。
2.挡土墙渗流计算公式:挡土墙渗流计算是针对天然土壤层中的水流入挡土墙内部进行的。
常用的渗流计算公式有下列几种:(1) Darcy定律:\[ Q = k \cdot A \cdot \frac{\Delta h}{L} \]其中,Q是单位时间内流量,k是土体的渗透系数,A是土体的流量截面积,\( \Delta h \)是土体的水头差,L是土体的流动距离。
(2)倾斜不透水层的渗透计算:当挡土墙底部存在倾斜不透水层时,可以使用以下公式进行渗透计算:\[ Q = \frac{K \cdot H \cdot l}{n} \cdot \frac{\Delta h}{L} \]其中,Q是单位时间内渗透量,K是不透水层的渗透系数,H是不透水层的深度,l是不透水层的长度,n是单位长度上土体的渗透系数,\( \Delta h \)是土体的水头差,L是不透水层的长度。
挡土墙稳定性验算在土木工程领域,挡土墙作为一种常见的支挡结构,被广泛应用于道路、桥梁、水利等工程中,用于保持土体或岩体的稳定性,防止其坍塌或滑移。
然而,为了确保挡土墙在使用过程中的安全性和可靠性,必须对其进行稳定性验算。
挡土墙的稳定性主要包括抗滑移稳定性和抗倾覆稳定性。
抗滑移稳定性是指挡土墙在水平推力作用下,抵抗沿基底滑移的能力;抗倾覆稳定性则是指挡土墙抵抗绕墙趾转动而倾覆的能力。
影响挡土墙稳定性的因素众多。
首先是挡土墙自身的几何形状和尺寸,包括墙高、墙顶宽度、墙底宽度等。
较大的墙高和较陡的墙面会增加倾覆和滑移的风险。
其次是墙后填土的性质,填土的重度、内摩擦角和黏聚力等参数直接影响着土压力的大小和分布,从而对挡土墙的稳定性产生重要影响。
此外,基底的地质条件,如地基土的承载力、摩擦系数等,也在很大程度上决定了挡土墙的稳定性。
在进行抗滑移稳定性验算时,通常需要计算挡土墙所受到的水平推力和抗滑力。
水平推力主要由墙后填土产生的土压力构成,常见的土压力计算理论有朗肯土压力理论和库仑土压力理论。
朗肯土压力理论基于半无限弹性体中的应力状态,计算结果较为精确,但适用条件较为严格;库仑土压力理论则考虑了墙背与填土之间的摩擦作用,更适用于实际工程中的挡土墙。
抗滑力则主要由基底与地基之间的摩擦力和墙前被动土压力组成。
假设某挡土墙,墙高为 H,墙背垂直光滑,填土表面水平,填土的重度为γ,内摩擦角为φ,黏聚力为 c。
根据朗肯土压力理论,主动土压力系数为 Ka =tan²(45° φ/2),则主动土压力的大小为 Ea =05γH²Ka。
基底的摩擦系数为μ,墙底宽度为B,则抗滑力为Fs =μ(∑G +Ean),其中∑G 为挡土墙的自重和墙顶荷载之和,Ean 为主动土压力的水平分力。
当Fs ≥ Ea 时,挡土墙满足抗滑移稳定性要求。
抗倾覆稳定性验算则需要计算挡土墙的倾覆力矩和抗倾覆力矩。
倾覆力矩主要由主动土压力对墙趾的力矩构成,抗倾覆力矩则由挡土墙的自重、墙顶荷载以及墙前被动土压力对墙趾的力矩组成。
挡土墙稳定性计算挡土墙稳定性计算一、引言挡土墙是土木工程中常见的一种结构形式,用来抵挡或者防止土体滑倒或者坍塌。
在设计挡土墙时,需要进行稳定性计算来确保其可靠性和安全性。
本文将详细介绍挡土墙稳定性计算的步骤和方法。
二、挡土墙类型挡土墙可以分为重力式挡土墙和槽式挡土墙两种类型。
重力式挡土墙通过其自重来反抗土体的压力,而槽式挡土墙则通过其结构形式来增加稳定性。
三、稳定性计算步骤1. 确定挡土墙的几何形状和土体性质,包括挡土墙的高度、底宽、坡度以及土体的内磨擦角、凝结力等参数。
2. 进行土体的力学参数试验,确定土体的内磨擦角和凝结力等参数的具体数值。
3. 根据挡土墙的几何形状和土体性质,计算土体的坡面稳定性,并考虑到坡面的自重、土体的磨擦力以及水分对土体稳定性的影响。
4. 计算挡土墙的抗滑稳定性,包括计算土体的抗滑力和倾覆力,以确定挡土墙的稳定性能。
5. 根据挡土墙的抗滑稳定性计算结果,进行结构强度校核,确保挡土墙能够反抗土体的压力和外力的作用。
四、计算方法与公式1. 坡面稳定性计算方法:根据土体内磨擦角、凝结力以及坡面的坡度、高度等参数,可以使用库仑法则、泰勒法则等方法来计算坡面的稳定性。
2. 抗滑稳定性计算方法:根据土体的内磨擦角、凝结力以及挡土墙的几何形状和土体的力学参数,可以使用高斯法、平衡法等方法来计算挡土墙的抗滑稳定性。
五、附件本文档所涉及的附件如下:1. 挡土墙设计图纸2. 土体力学参数试验报告3. 抗滑稳定性计算结果表格六、法律名词及注释本文档所涉及的法律名词及注释如下:1. 施工组织设计:指挡土墙施工过程中的组织安排、施工顺序、工期计划等具体内容的设计。
2. 安全监督:指对挡土墙施工过程中的安全问题进行监督和管理,确保施工过程的安全性。
墙体重度γq=21.56KN/M3车载:墙后填土:采用砂砾石填筑填土重度γt=18KN/M3填土倾角β=0度0弧度填土内摩擦角φ=30度0.523598弧度填土与墙体摩擦角δ=18度0.314159弧度9.9车载换算土层厚度:h换=0m基地表面与墙体摩擦系数:f=0.35挡土墙基本形式:h1= 3.3mh2=0.5mh3=0.3mb0=0.6mb1=0.1m坡比m=0.4b2= 1.2mb3=0.1m墙背与铅直线的夹角:ε=21.801352度0.380505弧度土压力计算:Pa=64.848KN/M与铅直线有夹角ψ=50.198648度0.876131弧度则水平土压力为Za=49.820712KN/M水平力作用点:za= 1.2666667m铅直作用力计算:铅直土压力Ga=41.511107KN/M与端点距离Wga= 1.35m墙体各部分自重及距端点距离:G1= 3.8808KN/MW1=0.4mG2=77.616KN/MW2= 1.1mG3=21.56KN/MW3=1m墙体上部各部分土重及距端点距离:G t1=7.02KN/MWt1= 1.35mG t2=32.4KN/MWt2= 1.5mG t3= 5.4KN/MWt3= 1.95m抗滑稳定计算:最小安全系数为1.3 Kc=NY*f/Za 1.3304861抗倾覆稳定计算:水平力矩:MH=63.106235KN/M*M铅直力矩:MY=233.13691KN/M*M安全系数KN=MY/MH 3.6943562最小安全系数1.5偏心距及基底应力:ZN=(MY-MH)/NY0.8977906偏心距e=0.1022094基地应力:ζ1,2ζ1,2=N/B*(1+/-6*e/B)123.7298Kpa65.658111Kpa1.8844556工程量:286.8020.1。
各种挡土墙计算公式在土木工程中,挡土墙是一种常见的结构,用于支撑填土或山坡土体,防止其坍塌或滑坡。
为了确保挡土墙的稳定性和安全性,需要进行精确的设计和计算。
下面我们将介绍一些常见的挡土墙计算公式。
一、重力式挡土墙重力式挡土墙主要依靠自身的重量来抵抗土压力,其稳定性取决于墙体的自重、墙底摩擦力和墙背与填土之间的摩擦力。
1、土压力计算静止土压力:$P_0 = K_0 \gamma z$,其中$K_0$为静止土压力系数,$\gamma$为填土的重度,$z$为计算点距离墙顶的深度。
主动土压力:$P_a =\frac{1}{2} \gamma z^2 K_a$,$K_a$为主动土压力系数,可通过库仑土压力理论或朗肯土压力理论计算得出。
2、稳定性验算抗滑移稳定性:$K_s =\frac{(W + E_{px})\mu}{E_{py}}$,$W$为挡土墙自重,$E_{px}$和$E_{py}$分别为主动土压力的水平和垂直分量,$\mu$为墙底与地基之间的摩擦系数。
要求$K_s \geq 13$。
抗倾覆稳定性:$K_t =\frac{M_R}{M_O}$,$M_R$为抗倾覆力矩,$M_O$为倾覆力矩。
要求$K_t \geq 15$。
3、基底应力验算偏心距:$e =\frac{B}{2} \frac{M_R}{W}$,$B$为基底宽度。
基底最大应力:$\sigma_{max} =\frac{W}{B}(1 +\frac{6e}{B})$基底最小应力:$\sigma_{min} =\frac{W}{B}(1 \frac{6e}{B})$二、悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙由立壁、趾板和踵板组成,其稳定性主要依靠墙身的抗弯能力和踵板上的土重。
1、土压力计算同重力式挡土墙。
2、内力计算立壁弯矩:根据墙后土压力分布,计算立壁在不同高度处的弯矩。
踵板弯矩:考虑踵板上的土重和作用在踵板上的土压力,计算踵板的弯矩。
3、截面设计根据内力计算结果,确定立壁和踵板的截面尺寸和配筋。
墙体重度γq=21.56KN/M3车载:墙后填土:填土重度γt=18KN/M3填土倾角β=0度0弧度填土内摩擦角φ=30度0.523598弧度填土与墙体摩擦角δ=18度0.314159弧度9.920.1车载换算土层厚度:h 换=0m 基地表面与墙体摩擦系数:f=0.35挡土墙基本形式:h1= 3.3m h2=0.5m h3=0.3m b0=0.6m b1=0.1m 坡比m=0.4b2= 1.2m b3=0.1m 墙背与铅直线的夹角:ε=21.801352度0.380505弧度土压力计算:Pa=64.848KN/M 与铅直线有夹角ψ=50.198648度0.876131弧度则水平土压力为Za =49.820712KN/M 水平力作用点:za= 1.2666667m 铅直作用力计算:铅直土压力Ga =41.511107KN/M 与端点距离Wga= 1.35m G1= 3.8808KN/M W1=0.4m G2=77.616KN/M W2= 1.1m G3=21.56KN/M W3=1m G t1=7.02KN/M Wt1= 1.35m墙体各部分自重及距端点距离:墙体上部各部分土重及距端点距离:采用砂砾石填筑G t2=32.4KN/MWt2= 1.5mG t3= 5.4KN/MWt3= 1.95m抗滑稳定计算:最小安全系数为1.3 Kc=NY*f/Za 1.3304861抗倾覆稳定计算:水平力矩:MH=63.106235KN/M*M铅直力矩:MY=233.13691KN/M*M安全系数KN=MY/MH 3.6943562最小安全系数1.5偏心距及基底应力:ZN=(MY-MH)/NY0.8977906偏心距e=0.1022094基地应力:ζ1,2ζ1,2=N/B*(1+/-6*e/B)123.7298Kpa65.658111Kpa1.8844556工程量:286.80。
饿挡土墙稳定分析根据工程的需要假设墙的高度H为4.8m,墙顶的宽度b为0.8m,确定墙底的宽度B为4.72m,基础埋深2m,前趾延长1m,后趾延长1m,坡比为1:0.4。
选用墙身材料为浆砌石的重力式挡土墙,此类型的挡土墙具有构造简单、施工方便、就地取材等优点,是工程中常被广泛采用的一种挡土墙形式。
为防止挡土墙堤防冻融变化,挡土墙后填筑1m宽砂砾料,坡比为1:0.5;挡土墙设两排排水孔,孔径φ110mm,孔距为3m,上下排间距为2m,错开布置,排水管外填筑粗细碎石,防止换填体渗出堵塞排水管。
为避免地基不均匀沉降引起墙身开裂,需按墙高和地基性质的变异,设置沉降缝,同时,为了减少圬工砌体因收缩硬化和温度化作用而产生裂缝,需设置伸缩缝。
挡土墙的沉降缝和伸缩缝设置在一起,每隔10m设置一道,缝宽3cm,自墙顶做至基底,缝内宜用沥青麻絮、沥青竹绒或涂以沥青木板等具有弹性的材料。
以2+000桩号挡土墙水流最不利断面进行计算,取2+000底高程186.3m作为设计挡土墙底高程;挡土墙顶高程为191.10m,从安全计,挡土设计计算高度为4.8m。
其余尺寸见计算简图,分别对挡土墙断面结构的抗滑、抗倾覆、基底压力和结构内力进行复核计算,根据计算结果逐渐调整确定其余断面尺寸。
左岸设计堤顶高程191.1挡土墙断面简图a) 第一种情况:墙前无水,墙后填土 稳定计算 1、主动土压力按《SL379—2007水工挡土墙设计规范》中按郎肯土压力公式:Ka h K qh P 211121a γ+=Ka h h P 212γ=Ka h P 22321ωγ=式中:P 1、P 2、P 3—主动土压力,KN/m;q — 作用在墙后填土面上的换算后的均部荷载,KN/m 2; γ—土的重度, KN/m 3 , 取19.00 KN/m 3 ; γω—水的浮重度,KN/m 3;取10KN/m 3;K a —主动土压力系数, K a =0.36;h 1—墙后地下水位以上土压力计算高度,m ; h 2—墙后地下水位以下土压力计算高度,m ;经计算得P=85.28 KN/m 其中:1) )φ。
挡土墙稳定性计算(二)引言概述:挡土墙是土木工程领域常见的结构之一,用于防止土方挤压和坡面滑动。
为了确保挡土墙的稳定性,在设计和施工过程中需要进行一系列计算。
本文是挡土墙稳定性计算的第二部分,主要介绍挡土墙的抗滑稳定性和抗倾覆稳定性计算。
正文:1. 抗滑稳定性计算:- 确定挡土墙的滑动面,通常选择滑动面穿过筑面和土体的接触面。
- 确定挡土墙下方土体的摩擦力和抗滑力,计算挡土墙的抗滑安全系数。
- 考虑水平荷载和地震荷载对抗滑稳定性的影响,并进行计算和分析。
2. 抗倾覆稳定性计算:- 确定挡土墙的倾覆面,一般为土体和挡土墙的接触面。
- 确定挡土墙下方土体的阻力力矩和倾覆力矩,计算挡土墙的抗倾覆安全系数。
- 考虑倾覆力的来源,如土体自重、水平荷载和地震荷载,并进行计算和分析。
3. 土体的稳定性计算:- 确定土体的力学性质,例如土的内摩擦角和土的重度。
- 根据土体的力学参数,计算土体的抗倾覆和抗滑稳定性。
- 考虑土体的水分含量和荷载的变化对稳定性的影响,并进行计算和分析。
4. 挡土墙的形状和尺寸计算:- 根据挡土墙的设计要求和土体的稳定性计算结果,确定挡土墙的形状和尺寸。
- 考虑挡土墙的自重和外部荷载,计算挡土墙的底部宽度和前坡度的要求。
- 通过反复计算和验证,得出满足稳定性要求的最优挡土墙形状和尺寸。
5. 挡土墙施工过程的监控和管理:- 在挡土墙的施工过程中,定期检查施工质量,确保挡土墙的稳定性。
- 建立监控体系,通过测量和监测挡土墙的位移和变形,及时发现潜在的问题。
- 根据实测数据进行分析和计算,评估挡土墙的稳定性,并提出相应的处理措施。
总结:挡土墙稳定性计算是确保挡土墙在使用过程中能够安全稳定工作的重要环节。
通过抗滑稳定性和抗倾覆稳定性的计算,可以确定挡土墙的安全系数,并根据土体的力学性质和形状尺寸计算结果,设计出满足稳定性要求的最优挡土墙。
在施工过程中,监控和管理挡土墙的施工质量和变形情况,及时发现问题并进行处理,确保挡土墙的长期稳定性。