挡土墙设计.ppt

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1、理正岩土计算系列理正岩土计算系列挡土墙设计2024-5-103/26挡土墙简介l适用多种行业适用多种行业-公路、铁路、水利、市政、规划、地矿等；公路、铁路、水利、市政、规划、地矿等；l挡墙形式全挡墙形式全-目前有目前有13种；种；l参数交互参数交互-墙身尺寸墙身尺寸l墙身样式灵活，面坡、背坡、墙底都可倾斜，可模拟仰斜式挡墙；墙身样式灵活，面坡、背坡、墙底都可倾斜，可模拟仰斜式挡墙；l可设墙趾台阶；可设墙趾台阶；l可自动设计或校核防滑凸榫；可自动设计或校核防滑凸榫；2024-5-104/26挡土墙简介-坡线土柱坡线土柱l坡面起点和坡面线可灵活设置，可模拟墙顶有土，或者坡面比墙顶低坡面起点和坡面线

2、可灵活设置，可模拟墙顶有土，或者坡面比墙顶低的情况；的情况；l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；物等情况；l换算土柱：即荷载，公路铁路行业常用的荷载软件已列出；换算土柱：即荷载，公路铁路行业常用的荷载软件已列出；-物理参数物理参数l可考虑地震情况和浸水情况；可考虑地震情况和浸水情况；l墙后多层填土；墙后多层填土；l土压力：库仑、郎肯、静止；土压力：库仑、郎肯、静止；l材料参数材料参数新增材料参数查询功能；新增材料参数查询功能；-基础基础l五种：天然基础、钢筋混凝土底板、台阶式、换填式、锚桩式；五种：

3、天然基础、钢筋混凝土底板、台阶式、换填式、锚桩式；-荷载组合荷载组合l公路行业公路行业-整体稳定整体稳定 l瑞典条分法；瑞典条分法；2024-5-105/26挡土墙实例建模工程模型工程模型计算模型计算模型注意：注意：不影响结构计算的部分可忽略，如碎石倒滤层、排水孔、比较薄的垫层；不影响结构计算的部分可忽略，如碎石倒滤层、排水孔、比较薄的垫层；灌砌块石：主要起防冲刷的作用，限制墙体滑动的作用很小，可忽略不计；灌砌块石：主要起防冲刷的作用，限制墙体滑动的作用很小，可忽略不计；土压力起算点：可从基础底开始算，也可从结构底开始算。土压力起算点：可从基础底开始算，也可从结构底开始算。从基础底开始算起，可

4、考虑前面土产生的被动土压力，以附加外力的方式；从基础底开始算起，可考虑前面土产生的被动土压力，以附加外力的方式；从结构底开始考虑，不考虑墙前被动土压力。从结构底开始考虑，不考虑墙前被动土压力。2024-5-106/26挡土墙实例墙身尺寸墙高不包括基础部分；墙高不包括基础部分；坡率可正可负；坡率可正可负；u如将背坡坡率交互负值，可模拟如将背坡坡率交互负值，可模拟仰斜式挡墙；仰斜式挡墙；凸榫设计校核是根据凸榫设计校核是根据铁路工程设铁路工程设计技术手册计技术手册-路基路基p436p436要求要求u凸榫前被动土楔能完全形成；凸榫前被动土楔能完全形成；u墙背主动土压力不因设置凸榫而墙背主动土压力不因设

5、置凸榫而增大增大凸榫容许应力凸榫容许应力u砌体可查公路路基手册砌体可查公路路基手册u混凝土可查铁路路基支挡结构设混凝土可查铁路路基支挡结构设计规范计规范2024-5-107/26挡土墙实例坡线土柱坡面形状坡面形状坡面线段坡面线段坡线土柱坡线土柱增加一条水平坡线，以防止整体稳定计算时间过长2024-5-108/26挡土墙实例坡线土柱l地面横坡角地面横坡角-土楔体计算时破裂面的起始角度；土楔体计算时破裂面的起始角度；-即只有横坡角以上土体才产生土压力的作用；即只有横坡角以上土体才产生土压力的作用；-确定原则：一般取不产生土压力的硬土地面，当挡土墙后有岩石时，确定原则：一般取不产生土压力的硬土地面，

6、当挡土墙后有岩石时，地面横坡角度一般为岩石的坡度，当挡土墙后都为土体时，可取地面横坡角度一般为岩石的坡度，当挡土墙后都为土体时，可取0，即按土压力最大情况考虑。即按土压力最大情况考虑。l填土对横坡面的摩擦角填土对横坡面的摩擦角l挡墙分段长度挡墙分段长度-按挡土墙的设缝间距划分；按挡土墙的设缝间距划分；-在公路行业影响车辆荷载的计算；在公路行业影响车辆荷载的计算；l换算土柱换算土柱-坡线上的荷载采用换算土柱的高度加在每段坡线上；坡线上的荷载采用换算土柱的高度加在每段坡线上；-h=q/，为墙后第一层土的容重；为墙后第一层土的容重；-当选择公路行业时，可根据公路等级自动计算土柱高；当选择公路行业时，

7、可根据公路等级自动计算土柱高；l附加外力附加外力2024-5-109/26挡土墙实例物理参数挡土墙类型挡土墙类型u四种，可考虑地震情况、浸水情况四种，可考虑地震情况、浸水情况土压力土压力u库仑、朗肯、静止库仑、朗肯、静止墙后填土物理参数墙后填土物理参数u单层和多层单层和多层u土压力系数土压力系数u等效内摩擦角等效内摩擦角u墙背与墙后填土摩擦角墙背与墙后填土摩擦角l取值由墙背粗糙程度和填料性取值由墙背粗糙程度和填料性质及排水条件决定，可参考公质及排水条件决定，可参考公路路基手册表格路路基手册表格地基土物理参数地基土物理参数u修正后修正后地基土承载力特征值地基土承载力特征值u基底摩擦系数基底摩擦系

8、数u地基浮力系数地基浮力系数u地基土类型地基土类型l对应不同的基底合力偏心距允对应不同的基底合力偏心距允许值许值2024-5-1010/26挡土墙实例墙身参数对于铁路行业，可参照对于铁路行业，可参照铁路路铁路路基支挡结构设计规范基支挡结构设计规范TB10025-TB10025-20062006表表3.1.33.1.3取值取值;对于公路行业，可参照对于公路行业，可参照公路路公路路基设计手册基设计手册(第二版第二版)表表3-3-21 3-3-21 和和3-3-22 3-3-22 取值；取值；公路行业公路行业公路路基设计规范公路路基设计规范(JTGD30-2004)(JTGD30-2004)的的5.

9、4.45.4.4节的节的表表5.4.4-15.4.4-1和表和表5.4.4-35.4.4-3；圬工之间摩擦系数圬工之间摩擦系数u用于挡墙截面验算，反映圬工用于挡墙截面验算，反映圬工间的摩阻力大小。取值与圬工间的摩阻力大小。取值与圬工种类有关，可参照种类有关，可参照公路设计公路设计手册手册-路基路基取值；取值；地基土摩擦系数地基土摩擦系数u用于倾斜基底时土的抗滑移计用于倾斜基底时土的抗滑移计算。可参照算。可参照公路设计手册公路设计手册-路路基基取值；取值；2024-5-1011/26挡土墙实例几个摩擦系数对比l墙底摩擦系数墙底摩擦系数-指墙底和地基土之间的摩擦系数，用于沿墙底滑移验算，指墙底和地

10、基土之间的摩擦系数，用于沿墙底滑移验算，取值与地基土的类别有关，如无试验资料，可参考取值与地基土的类别有关，如无试验资料，可参考公路公路路基设计手册路基设计手册（第二版）（第二版）P592表表3-3-2；l圬工之间摩擦系数圬工之间摩擦系数-圬工与圬工间的摩擦系数，用于强身截面强度验算中的剪圬工与圬工间的摩擦系数，用于强身截面强度验算中的剪应力验算，取值与圬工种类有关，一般取应力验算，取值与圬工种类有关，一般取0.40.5，见，见公公路路基设计手册路路基设计手册（第二版）（第二版）P603；l地基土摩擦系数地基土摩擦系数-地基土与地基土之间的摩擦系数，用于倾斜基地时的水平地基土与地基土之间的摩擦

11、系数，用于倾斜基地时的水平滑移验算，取值与地基土的类别有关，如无试验资料，可滑移验算，取值与地基土的类别有关，如无试验资料，可参考参考公路路基设计手册公路路基设计手册（第二版）（第二版）P593表表3-3-3；2024-5-1012/26挡土墙实例基础参数基底倾斜基底倾斜+混凝土底板混凝土底板防滑凸榫防滑凸榫+天然基础天然基础五种基础形式五种基础形式u天然基础天然基础u钢筋混凝土底板钢筋混凝土底板u台阶式台阶式u换填土式换填土式u锚桩式锚桩式铁路桥涵钢筋混凝土和预铁路桥涵钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构设计规应力钢筋混凝土结构设计规范范(TB10002.3-2005)(TB10002.3-20

12、05)表表5.2.15.2.1。2024-5-1013/26挡土墙实例整体稳定计算方法计算方法u瑞典条分法瑞典条分法搜索方法搜索方法u自动搜索自动搜索u给定圆心范围给定圆心范围u给定圆心半径给定圆心半径u给定圆心给定圆心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u两种理论：当下滑力对待，当抗滑力对待两种理论：当下滑力对待，当抗滑力对待影响搜索速度影响搜索速度2024-5-1014/26挡土墙实例计算结果图：图：包括计算简图、土压力计算包括计算简图、土压力计算结果和稳定计算结果；结果和稳定计算结果；可存成可存成dxfdxf文件；文件；计算书：计算书：包括原始条件和计算结果；包括原始

13、条件和计算结果；可存成可存成rtfrtf文件，用文件，用wordword打开，打开，或存成或存成txttxt文本文件；文本文件；2024-5-1015/26挡土墙实例土压力计算结果l土压力计算内容土压力计算内容-破裂角和土压力破裂角和土压力-水压力水压力l可考虑静水压力；可考虑静水压力；l可考虑水浮力（破裂楔体重力可考虑水浮力（破裂楔体重力G浸水部分取浮重度）；浸水部分取浮重度）；l不考虑渗透水压力的作用；不考虑渗透水压力的作用；-软件计算方法软件计算方法l搜索破裂角搜索破裂角2024-5-1016/26挡土墙实例挡墙验算结果1.滑移稳定验算滑移稳定验算-滑移验算滑移验算Kc-滑移方程滑移方程

14、l公路行业，极限状态法，考虑了分项系数；公路行业，极限状态法，考虑了分项系数；-倾斜墙底的水平滑移验算倾斜墙底的水平滑移验算Kc2l当墙底倾斜时，除验算墙底滑移外，还需验算地基土层水平向当墙底倾斜时，除验算墙底滑移外，还需验算地基土层水平向滑移稳定，即地基土抗剪稳定性验算；滑移稳定，即地基土抗剪稳定性验算；-如果滑移验算不满足如果滑移验算不满足l倾斜墙底倾斜墙底l加防滑凸榫加防滑凸榫2.倾覆稳定验算倾覆稳定验算-无基础时，绕无基础时，绕墙趾点墙趾点的抗倾覆稳定；的抗倾覆稳定；-有基础时，同时考虑基础自重及锚杆等产生的抵抗力矩；有基础时，同时考虑基础自重及锚杆等产生的抵抗力矩；2024-5-10

15、17/26挡土墙实例挡墙验算结果l地基应力及偏心距验算地基应力及偏心距验算-地基应力验算地基应力验算防止地基出现过大下沉；防止地基出现过大下沉；-偏心距验算偏心距验算防止因基底过度不均匀沉陷而引起墙身倾斜防止因基底过度不均匀沉陷而引起墙身倾斜；l基础强度验算基础强度验算-对于钢筋混凝土底板基础，验算悬挑部分剪应力，主拉应力、对于钢筋混凝土底板基础，验算悬挑部分剪应力，主拉应力、凸榫宽度，并计算配筋。凸榫宽度，并计算配筋。l墙底截面强度验算墙底截面强度验算-对对墙底截面墙底截面和和墙趾台阶顶面墙趾台阶顶面做强度验算；做强度验算；-容许应力法：正应力和剪应力；容许应力法：正应力和剪应力；-极限状态

16、法（公路行业）：按照极限状态法（公路行业）：按照公路路基设计规范公路路基设计规范(JTGD30-2004)的的5.4.4节计算；节计算；l整体稳定验算整体稳定验算-瑞典条分法；瑞典条分法；专题：公路行业挡墙分项系数疑问：疑问：(为什么修改分项系数，抗滑抗倾覆安全系数无变化为什么修改分项系数，抗滑抗倾覆安全系数无变化?(附加集中力里，如果选择是被动土压力，会有提示，如附加集中力里，如果选择是被动土压力，会有提示，如果此时荷载组合里面被动土压力分项系数也给果此时荷载组合里面被动土压力分项系数也给0.3，是不，是不是就乘了两次？是就乘了两次？l公路路基设计规范公路路基设计规范JTGD30-2004l滑移验算滑移验算-滑移方程滑移方程极限状态法极限状态法-安全系数安全系数-分项系数只对滑移方程有影响分项系数只对滑移方程有影响，对安全系数计算无影响。，对安全系数计算无影响。-提示中所说的取荷载提示中所说的取荷载0.3倍带入公式中计算，此处的公式，指倍带入公式中计算，此处的公式，指的是的是安全系数的计算公式安全系数的计算公式。安全系数：安全系数：61.64161.641滑移方程：滑移方程：61.6