第六章挡土墙设计

第六章挡土墙设计一、名词解释1.挡土墙：为防止土体坍塌而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物。

2.主动土压力：当挡土墙向外移动时（位移或倾覆），土压力随之减少，直到墙后土体沿破裂面下滑而处于极限平衡状态，作用于墙背的土压力称为主动土压力。

3.被动土压力：当挡土墙向土体挤压移动时，土压力随之增大，土体被推移向上滑动处于极限平衡状态，土体对墙的抗力称为主动土压力。

二、简答题1.根据墙背倾斜方向不同，重力式挡土墙断面形式分为哪几种形式？各有什么特点？（1）可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线形和衡重式（2）仰斜式墙身断面经济，土压力最小，适用于路堑墙；俯斜式墙身断面较大，土压力最大，适用于横坡较陡挡土墙；凸形折线式上部俯斜下部仰斜，墙身断面较经济；衡重式设有衡重台，可增加墙体稳定性。

2.高填方或陡坡路堤所设挡土墙具有哪些作用和功能？（1）防止土体滑动失稳；（2）收缩坡脚，减少大量填方、挖方量，或拆迁或占地面积；（3）保护临近线路的重要建筑物和生态环境等；3.试分析挡土墙土压力计算中采用库伦（Coulomb）土压力理论而不采用朗金（Rankine）土压力理论，主要计算主动土压力而不计算被动土压力的原因。

（1）库伦土压力理论与朗金土压力理论的计算原理不同，从而导致两种计算理论的适用范围不同；（2）朗金土压力理论根据墙后土体单元极限平衡状态的Mohr- Coulomb强度条件计算土压力，适用于计算墙背竖直且光滑以及填土表面水平的土压力问题；（3）而库伦土压力理论根据墙后破裂棱体极限平衡状态的力学平衡条件计算土压力，因此，适用于计算分析实际工程中墙背几何形状和填土表面形状较为复杂的挡土墙土压力；（4）实际工程中，挡土结构物都有不同程度的微小变形和向外位移，容易达到主动极限状态；而被动极限状态所需水平位移超出一般建筑物允许范围。

因此，挡土墙土压力通常计算主动土压力而不计算被动土压力。

4.概述破裂面交于内边坡时，重力式挡土墙库仑主动土压力计算步骤。

（二）力多边形法
1.首先求得当c=0时的土压力E′ ，Ea=E’－Ec ； 2.再求得由于粘聚力的作用而减少的土压力 Ec 3.用求驻点的办法求最大土压力和最危险破裂面
五、不同土层的土压力
填土为两层以上不同性质的土体，首先求得上一土层的土 压力及作用点，并近似的假定上下两土层层面平行。 计算下一 土层时，将上一土层视为均布荷载，按地面为一平面时的库仑 公式计算。
七、被动土压力
EP

1 2
H
2
K
P
cos2 ( )
KP
cos2 x cos( )[1
sin( cos(


) )
sin( ) cos( )
]2
通常情况下挡土墙前的被动土压力可不计算，当基础埋置 较深且地层稳定、不受水流冲刷和扰动破坏时，可计入，但是 应对被动土压力的计算值进行大幅度的折减。

) 1

sin( )sin( )
cos(


)
cos(


)


1 2

H
2
Ka
Q Q2 4PR
tg
2P
P＝cosαsinβcos(ψ－）－sincosψcos（α－β） Q=cos(α－β)cos（ψ＋）－cos(ψ－）cos（α＋δ） R＝cossinψcos(α－β）－sinαcos（ψ－）cosβ
第五章 挡土墙
第一节 概述
一、挡土墙的用途
挡土墙是用于支撑路基填土或者山坡土体侧压力、 防止边坡或山坡变形失稳的工程构造物。广泛用于支 撑路基边坡、桥台、桥头引道和隧道洞口等处。
挡土墙设置与否，宜于与其工程方案比较确定 1.与移改路线位置进行比较； 2.与填筑或开挖边坡相比较； 3.与坼移有关干扰路基的构造物（房屋、河流、水渠）等比 较； 4.与设置其他类型的构造物（桥、护墙）等比较。

第六章 挡土墙设计
本章前言
1 概述 2 挡土墙的构造与布置 3 挡土墙土压力计算 4 挡土墙的设计原则 5 重力式挡土墙设计 6 浸水路堤挡土墙设计 7 地震地区挡土墙设计 8 轻型挡土墙 9 加筋土挡土墙
本章小结
本章前言
1 概述 2 挡土墙的构造与布置 3 挡土墙土压力计算 4 挡土墙的设计原则 5 重力式挡土墙设计 6 浸水路堤挡土墙设计 7 地震地区挡土墙设计 8 轻型挡土墙
9 加筋土挡土墙
本章小结
本章前言
一、学习目标 • 通过本章的学习，要求学生掌握挡土墙的作用、
挡土墙不同情况下土压力的计算、挡土墙的构 造与布置、重力式挡土墙设计。了解浸水挡土 墙、地震地区挡土墙设计和新型挡土墙。
本章前言
二、学习重点和难点 • 土压力的计算 • 重力式挡土墙计及验算 三、学习方法建议 • 结合课本中公式开展学习，一定要弄清楚公式
基底摩擦系数f1=0.5，地基极限力为500kPa，2.5砂浆砌25号 片石墙身，圬工容重23kN/m3，基底土内摩擦系数f2=0.80， 地基土容重19kN/m3。土压力Ex=88.57KN，Ey=5.36KN，
Zy=209cm。地基承载力f=400 kPa。
• 试按承载能力极限状态法验算：挡土墙的抗滑动稳定性、抗 倾覆稳定性、基底应力以及合力偏心距、墙身强度和稳定性 等。
H
Zy 1:0.25 1:0.25
0h
B
1:1.5
d
l0
α
Ey W
θ
E δ Ex
Zx
复习思考题
1、请说出库仑土压力理论在路基挡土墙计算中的几个基 本假设及该理论的适宜使用场合。
2、公路挡土墙计算中主要考虑何种压力？为什么？ 3、挡土墙土压力计算中如何考虑车辆荷载的作用？ 4、挡土墙纵向布置有哪些主要内容？ 5、挡土墙设置排水措施的主要目的及其作用？ 6、挡土墙排水措施所包括的主要项目有哪些？ 7、挡土墙泄水孔设置要考虑什么要求？为什么干砌挡土 墙不设泄水孔？

• 对有凸榫时，
• 2)墙趾板长度 • (2)土压力计算 • (3)内力计算
图6.12 悬臂式挡土墙墙身土压力、剪力和弯矩分布图
• 2)墙踵板的内力
图6.13 踵板荷载、剪力和弯矩分布
• 3)趾板的内力计算(如图6.14所示)
图6.14 趾板荷载、剪力和弯矩分布
图6.15 悬臂式挡土墙配筋示意图
足以下要求：
• 6.2.2 挡土墙设计的基本原则
• ①挡土墙必须保证结构安全正常使用，因此应满足 以下要求：
• a.挡土墙不能滑移；
• b.挡土墙不能倾覆；
• c.挡土墙墙身要有足够的强度；
• d.挡土墙的基础要满足承载力的要求。
• ②根据工程要求以及地形地质条件，确定挡土墙结 构的平面布置和高度，选择挡土墙的类型及截面尺 寸。
图63三种重力式挡土墙631重力式挡土墙的构造图64重力式挡土墙墙面与墙背构造图65重力式挡土墙截面构造632重力式挡土墙的设计当水流经挡土墙时由于流向流速的改变水流将对挡土墙产生动水压力作用一般可由下式计公路荷载和铁路荷载图67挡土墙墙底渗透压力图图68挡土墙受力图图69挡土墙基底受力图当基底下受力层范围内有软弱土层时应按滑移面进行验算
图6.4 重力式挡土墙墙面与墙背构造
图6.5 重力式挡土墙截面构造
• 6.3.2 重力式挡土墙的设计 • (1)作用于挡土墙上的荷载 • 1)作用挡土墙上的荷载分类 • 2)荷载效应组合
• 3)荷载计算 • ①挡土墙自重
• ④动水压力 • 当水流经挡土墙时，由于流向流速的改变，水流
将对挡土墙产生动水压力作用，一般可由下式计 算：
• 6.7 加筋土挡土墙简介
• 加筋土支挡结构(或称加筋土挡土墙)由面板、筋 带及填料三部分组成。