重力式加卸荷式

重力式加卸荷式§7.1土壓力概述土壓力通常是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對墻背產(chǎn)生的側(cè)壓力E填土面碼頭橋臺E隧道側(cè)墻EE第2頁,共78頁，2024年2月25日，星期天一、土壓力類型被動土壓力主動土壓力靜止土壓力土壓力1.靜止土壓力

擋土墻在壓力作用下不發(fā)生任何變形和位移，墻后填土處于彈性平衡狀態(tài)時，作用在擋土墻背的土壓力Eo第3頁,共78頁，2024年2月25日，星期天2.主動土壓力

在土壓力作用下，擋土墻離開土體向前位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到主動極限平衡狀態(tài)時，作用在墻背的土壓力滑裂面Ea3.被動土壓力

播放動畫播放動畫Ep滑裂面在外力作用下，擋土墻推擠土體向后位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到被動極限平衡狀態(tài)時，作用在墻上的土壓力第4頁,共78頁，2024年2月25日，星期天4.三種土壓力之間的關(guān)系

-△+△+△-△Eo△a△pEaEoEp對同一擋土墻，在填土的物理力學(xué)性質(zhì)相同的條件下有以下規(guī)律：1.Ea

＜Eo

＜＜Ep2.

△p

＞＞△a第5頁,共78頁，2024年2月25日，星期天二、靜止土壓力計算作用在擋土結(jié)構(gòu)背面的靜止土壓力可視為天然土層自重應(yīng)力的水平分量

K0h

h

zK0

zzh/3靜止土壓力系數(shù)靜止土壓力強度

靜止土壓力系數(shù)測定方法：

1.通過側(cè)限條件下的試驗測定2.采用經(jīng)驗公式K0

=1-sinφ’

計算3.按相關(guān)表格提供的經(jīng)驗值確定靜止土壓力分布

土壓力作用點三角形分布

作用點距墻底h/3

第6頁,共78頁，2024年2月25日，星期天§7.2朗肯土壓力理論一、朗肯土壓力基本理論1.擋土墻背垂直、光滑2.填土表面水平3.墻體為剛性體σz=

zσx＝K0

zzf=0pa＝Ka

zpp＝Kp

z增加減小45o-

/245o＋

/2大主應(yīng)力方向主動伸展被動壓縮小主應(yīng)力方向第7頁,共78頁，2024年2月25日，星期天papp

f

zK0

z

f=c+

tan

土體處于彈性平衡狀態(tài)主動極限平衡狀態(tài)被動極限平衡狀態(tài)水平方向均勻壓縮伸展壓縮主動朗肯狀態(tài)被動朗肯狀態(tài)水平方向均勻伸展處于主動朗肯狀態(tài)，σ1方向豎直，剪切破壞面與豎直面夾角為45o-

/245o-

/245o＋

/2處于被動朗肯狀態(tài)，σ3方向豎直，剪切破壞面與豎直面夾角為45o＋

/2第8頁,共78頁，2024年2月25日，星期天二、主動土壓力45o＋

/2h擋土墻在土壓力作用下，產(chǎn)生離開土體的位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸減小，位移增大到△a，墻后土體處于朗肯主動狀態(tài)時，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與大主應(yīng)力面夾角45o＋

/2，水平應(yīng)力降低到最低極限值

z(σ1)pa(σ3)極限平衡條件朗肯主動土壓力系數(shù)朗肯主動土壓力強度z第9頁,共78頁，2024年2月25日，星期天h/3Ea

hKa討論：當(dāng)c=0,無粘性土朗肯主動土壓力強度h1.無粘性土主動土壓力強度與z成正比，沿墻高呈三角形分布2.合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積3.合力作用點在三角形形心，即作用在離墻底h/3處第10頁,共78頁，2024年2月25日，星期天2c√KaEa(h-z0)/3當(dāng)c＞0,粘性土h粘性土主動土壓力強度包括兩部分1.土的自重引起的土壓力

zKa2.

粘聚力c引起的負(fù)側(cè)壓力2c√Ka說明：負(fù)側(cè)壓力是一種拉力，由于土與結(jié)構(gòu)之間抗拉強度很低，受拉極易開裂，在計算中不考慮負(fù)側(cè)壓力深度為臨界深度z01.粘性土主動土壓力強度存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)（計算中不考慮）2.合力大小為分布圖形的面積（不計負(fù)側(cè)壓力部分）3.合力作用點在三角形形心，即作用在離墻底(h-z0)/3處z0

hKa-2c√Ka第11頁,共78頁，2024年2月25日，星期天三、被動土壓力極限平衡條件朗肯被動土壓力系數(shù)朗肯被動土壓力強度

z(σ3)pp(σ1)45o－

/2hz擋土墻在外力作用下，擠壓墻背后土體，產(chǎn)生位移，豎向應(yīng)力保持不變，水平應(yīng)力逐漸增大，位移增大到△p，墻后土體處于朗肯被動狀態(tài)時，墻后土體出現(xiàn)一組滑裂面，它與小主應(yīng)力面夾角45o－

/2，水平應(yīng)力增大到最大極限值第12頁,共78頁，2024年2月25日，星期天討論：當(dāng)c=0,無粘性土朗肯被動土壓力強度1.無粘性土被動土壓力強度與z成正比，沿墻高呈三角形分布2.合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積3.合力作用點在三角形形心，即作用在離墻底h/3處h

hKph/3Ep第13頁,共78頁，2024年2月25日，星期天當(dāng)c＞0,粘性土粘性土主動土壓力強度包括兩部分1.土的自重引起的土壓力

zKp2.

粘聚力c引起的側(cè)壓力2c√Kp說明：側(cè)壓力是一種正壓力，在計算中應(yīng)考慮1.粘性土被動土壓力強度不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)2.合力大小為分布圖形的面積，即梯形分布圖形面積3.合力作用點在梯形形心土壓力合力hEp2c√Kp

hKp＋2c√Kphp第14頁,共78頁，2024年2月25日，星期天四、例題分析【例】有一擋土墻，高6米，墻背直立、光滑，墻后填土面水平。填土為粘性土，其重度、內(nèi)摩擦角、粘聚力如下圖所示，求主動土壓力及其作用點，并繪出主動土壓力分布圖h=6m

=17kN/m3c=8kPa

=20o第15頁,共78頁，2024年2月25日，星期天【解答】主動土壓力系數(shù)墻底處土壓力強度臨界深度主動土壓力主動土壓力作用點距墻底的距離2c√Kaz0Ea(h-z0)/36m

hKa-2c√Ka第16頁,共78頁，2024年2月25日，星期天五、幾種常見情況下土壓力計算1.填土表面有均布荷載（以無粘性土為例）

z＋qh填土表面深度z處豎向應(yīng)力為(q+

z)AB相應(yīng)主動土壓力強度A點土壓力強度B點土壓力強度若填土為粘性土，c＞0臨界深度z0z0＞0說明存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，計算中應(yīng)不考慮負(fù)壓力區(qū)土壓力z0≤0說明不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，按三角形或梯形分布計算zq第17頁,共78頁，2024年2月25日，星期天2.成層填土情況（以無粘性土為例）

ABCD

1，

1

2，

2

3，

3paApaB上paB下paC下paC上paD擋土墻后有幾層不同類的土層，先求豎向自重應(yīng)力，然后乘以該土層的主動土壓力系數(shù)，得到相應(yīng)的主動土壓力強度h1h2h3A點B點上界面B點下界面C點上界面C點下界面D點說明：合力大小為分布圖形的面積，作用點位于分布圖形的形心處第18頁,共78頁，2024年2月25日，星期天3.墻后填土存在地下水（以無粘性土為例）

ABC(

h1+

h2)Ka

wh2擋土墻后有地下水時，作用在墻背上的土側(cè)壓力有土壓力和水壓力兩部分，可分作兩層計算，一般假設(shè)地下水位上下土層的抗剪強度指標(biāo)相同，地下水位以下土層用浮重度計算A點B點C點土壓力強度水壓力強度B點C點作用在墻背的總壓力為土壓力和水壓力之和，作用點在合力分布圖形的形心處h1h2h第19頁,共78頁，2024年2月25日，星期天六、例題分析【例】擋土墻高5m，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，共分兩層。各層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所示，試求主動土壓力Ea，并繪出土壓力分布圖

h=5m

1=17kN/m3c1=0

1=34o

2=19kN/m3c2=10kPa

2=16oh1

=2mh2

=3mABCKa1＝0.307Ka2＝0.568第20頁,共78頁，2024年2月25日，星期天【解答】ABCh=5mh1=2mh2=3mA點B點上界面B點下界面C點主動土壓力合力10.4kPa4.2kPa36.6kPa第21頁,共78頁，2024年2月25日，星期天§7.3庫侖土壓力理論一、庫侖土壓力基本假定1.墻后的填土是理想散粒體2.滑動破壞面為通過墻踵的平面3.滑動土楔為一剛塑性體，本身無變形二、庫侖土壓力αβδ

GhCABq墻向前移動或轉(zhuǎn)動時，墻后土體沿某一破壞面BC破壞，土楔ABC處于主動極限平衡狀態(tài)土楔受力情況：3.墻背對土楔的反力E,大小未知，方向與墻背法線夾角為δER1.土楔自重G=

△ABC,方向豎直向下2.破壞面為BC上的反力R,大小未知，方向與破壞面法線夾角為

第22頁,共78頁，2024年2月25日，星期天土楔在三力作用下，靜力平衡αβδ

GhACBqER滑裂面是任意給定的，不同滑裂面得到一系列土壓力E，E是q的函數(shù)，E的最大值Emax，即為墻背的主動土壓力Ea，所對應(yīng)的滑動面即是最危險滑動面庫侖主動土壓力系數(shù)，查表確定土對擋土墻背的摩擦角，根據(jù)墻背光滑，排水情況查表確定第23頁,共78頁，2024年2月25日，星期天主動土壓力與墻高的平方成正比主動土壓力強度主動土壓力強度沿墻高呈三角形分布，合力作用點在離墻底h/3處，方向與墻背法線成δ，與水平面成（α＋δ）h

hKahαβACBδαEah/3說明：土壓力強度分布圖只代表強度大小，不代表作用方向主動土壓力第24頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第二破裂面理論第25頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共78頁，2024年2月25日，星期天三、例題分析【例】擋土墻高4.5m，墻背俯斜，填土為砂土，

=17.5kN/m3，

=30o，填土坡角、填土與墻背摩擦角等指標(biāo)如圖所示，試按庫侖理論求主動土壓力Ea及作用點α=10oβ=15oδ=20o4.5mABα=10oEah/3【解答】由α=10o，β=15o，

=30o，δ=20o查表得到土壓力作用點在距墻底h/3=1.5m處第27頁,共78頁，2024年2月25日，星期天§7.4土壓力計算方法討論一、朗肯與庫侖土壓力理論存在的主要問題朗肯土壓力理論基于土單元體的應(yīng)力極限平衡條件建立的，采用墻背豎直、光滑、填土表面水平的假定，與實際情況存在誤差，主動土壓力偏大，被動土壓力偏小庫侖土壓力理論基于滑動塊體的靜力平衡條件建立的，采用破壞面為平面的假定，與實際情況存在一定差距（尤其是當(dāng)墻背與填土間摩擦角較大時）二、三種土壓力在實際工程中的應(yīng)用擋土墻直接澆筑在巖基上，墻的剛度很大，墻體位移很小，不足以使填土產(chǎn)生主動破壞，可以近似按照靜止土壓力計算巖基E0第28頁,共78頁，2024年2月25日，星期天擋土墻產(chǎn)生離開填土方向位移，墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)，按主動土壓力計算。位移達(dá)到墻高的0.1%～0.3%,填土就可能發(fā)生主動破壞。Ea30%Ep擋土墻產(chǎn)生向填土方向的擠壓位移，墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)，按被動土壓力計算。位移需達(dá)到墻高的2%～5%,工程上一般不允許出現(xiàn)此位移，因此驗算穩(wěn)定性時不采用被動土壓力全部，通常取其30％第29頁,共78頁，2024年2月25日，星期天三、擋土墻位移對土壓力分布的影響擋土墻下端不動，上端外移，墻背壓力按直線分布，總壓力作用點位于墻底以上H/3擋土墻上端不動，下端外移，墻背填土不可能發(fā)生主動破壞，壓力為曲線分布，總壓力作用點位于墻底以上約H/2擋土墻上端和下端均外移，位移大小未達(dá)到主動破壞時位移時，壓力為曲線分布，總壓力作用點位于墻底以上約H/2,當(dāng)位移超過某一值，填土發(fā)生主動破壞時，壓力為直線分布，總壓力作用點降至墻高1/3處H/3H/2H/3第30頁,共78頁，2024年2月25日，星期天四朗肯和庫侖土壓力理論的比較（一）分析方法

極限平衡狀態(tài)§3庫侖土壓力理論區(qū)別朗肯庫侖土體內(nèi)各點均處于極限平衡狀態(tài)剛性楔體,滑面處于極限平衡狀態(tài)極限應(yīng)力法滑動楔體法第31頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（二）應(yīng)用條件§6.4朗肯和庫侖土壓力理論的比較朗肯庫侖1墻背光滑垂直填土水平墻背、填土無限制粘性土一般用圖解法2坦墻坦墻3墻背垂直填土傾斜第32頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（三）計算誤差--朗肯土壓力理論§6.4朗肯和庫侖土壓力理論的比較郎肯主動土壓力偏大郎肯被動土壓力偏小墻背垂直填土水平實際

d>

0E庫侖RWE朗肯E庫侖RWE朗肯第33頁,共78頁，2024年2月25日，星期天(三)計算誤差-庫倫土壓力理論§6.4朗肯和庫侖土壓力理論的比較由于實際滑裂面不一定是平面主動土壓力偏小不一定是最大值被動土壓力偏大不一定是最小值滑動面滑動面第34頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（三）計算誤差--與理論計算值比較§6.4朗肯和庫侖土壓力理論的比較

=0滑裂面是直線，Ka,Kp與理論值相同

0Ka

朗肯偏大10%左右，工程偏安全 庫侖偏小一些（可忽略)；

Kp

朗肯偏小可達(dá)幾倍； 庫侖偏大可達(dá)幾倍;在實際工程問題中，土壓力計算是比較復(fù)雜的。第35頁,共78頁，2024年2月25日，星期天四、不同情況下?lián)跬翂ν翂毫τ嬎?.墻后有局部均布荷載情況

局部均布荷載只沿虛線間土體向下傳遞，由q引起的側(cè)壓力增加范圍局限于CD墻段2.填土面不規(guī)則的情況

填土面不規(guī)則情況，采用作圖法求解，假定一系列滑動面，采用靜力平衡求出土壓力中最大值第36頁,共78頁，2024年2月25日，星期天3.墻背為折線形情況

墻背由不同傾角的平面AB和BC組成，先以BC為墻背計算BC面上土壓力E1及其分布，然后以AB的延長線AC

作為墻背計算ABC

面上土壓力,只計入AB段土壓力E2，將兩者壓力疊加得總壓力五、《規(guī)范》土壓力計算公式BACC

E2E1hδEazqαβABpapb主動土壓力其中：yc為主動土壓力增大系數(shù)分布情況第37頁,共78頁，2024年2月25日，星期天墻身位移對土壓力具有明顯影響，一些擋土墻尤其是輕型擋土墻，其位移量很小，不可能產(chǎn)生主動土壓力。而目前沒有較好的方法計算介于靜止土壓力與主動土壓力之間的土壓力，一般是根據(jù)有關(guān)試驗資料用主動土壓力乘以大于1的增大系數(shù)來解決。第38頁,共78頁，2024年2月25日，星期天特殊條件下的土壓力計算第39頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第40頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第41頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第42頁,共78頁，2024年2月25日，星期天§2.1重力式擋土墻設(shè)計1.重力式擋土墻塊石或素混凝土砌筑而成，靠自身重力維持穩(wěn)定，墻體抗拉、抗剪強度都較低。墻身截面尺寸大，一般用于低擋土墻。墻頂墻基墻趾墻面墻背重力式擋土墻按墻背傾斜方向分為仰斜、直立和俯斜三種形式，三種形式應(yīng)根據(jù)使用要求、地形和施工情況綜合確定1.墻背傾斜形式俯斜仰斜直立E1＜E2＜E3第43頁,共78頁，2024年2月25日，星期天1、墻身構(gòu)造（1）墻背仰斜式：墻身斷面經(jīng)濟(jì)，開挖量與回填量小，適用于路塹墻以及墻趾處地面平坦的路肩墻或路堤墻，墻背坡度不宜緩于1:0.3俯斜式：受土壓力交大，在地面橫坡較陡的地區(qū)可以顯著降低墻身高度直立式：介于仰斜式與俯斜式之間凸形折線：將仰斜式擋土墻的上部墻背改為俯斜式，多用于路塹墻衡重式：上下墻之間設(shè)卸載臺，墻面陡直，適用于山區(qū)地形陡峻處的路肩墻和路堤墻。上墻俯斜潑婦為1:0.25～1:0.45，下墻仰斜墻背在1:0.25左右，上下墻高比2:3.2.重力式擋土墻構(gòu)造第44頁,共78頁，2024年2月25日，星期天2、墻面一般為平面，在地面橫坡較陡地區(qū)，墻面坡度為1:0.05～1:0.2;矮墻可采用陡直墻面，地面平緩時采用1:0.2～:0.35.3、墻頂墻頂最小寬度，漿砌擋土墻不小于0.5m,干砌擋土墻不小于0.6m；4、護(hù)欄地形險峻地區(qū)或尺寸較大的路肩墻須設(shè)置護(hù)欄；其內(nèi)側(cè)邊緣距離路面邊緣的最小寬度四級公路不小于0.5m，二三級不小于0.75m。5、基礎(chǔ)（1）基礎(chǔ)類型：一般情況下直接修筑在天然地基上擴(kuò)大基礎(chǔ)：用于地基承載力不足，墻身較高的情況；鋼筋混凝土底板：地基壓應(yīng)力超過較多，需加寬的值過大時，采用板基礎(chǔ)

第45頁,共78頁，2024年2月25日，星期天

材料換填：適用于軟弱土層時，采用砂礫、碎石、礦渣或灰土換填；臺階基礎(chǔ)：適用于陡坡地段且地基為完整穩(wěn)固不對基礎(chǔ)產(chǎn)生側(cè)壓力的堅硬巖石（2）基礎(chǔ)埋深：無沖刷，天然地面以下大于等于1m;

有沖刷，沖刷線以下大于等于1m;

有凍脹土，在凍結(jié)線以下大于等于0.25m;

第46頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第47頁,共78頁，2024年2月25日，星期天2、排水設(shè)施用于疏干墻后土體和防止地面水下滲，防止墻后積水形成靜水壓力，減少寒冷地區(qū)的凍脹壓力，消除粘性土填料浸水后的膨脹壓力。措施：地面排水溝：引排地面水；夯實回填土頂面和地面松土：防止雨水以及地面水下滲；鋪砌邊溝：防止邊溝水進(jìn)入基礎(chǔ)排水孔：排除墻后水第48頁,共78頁，2024年2月25日，星期天3、沉降縫與伸縮縫

為避免地基不均勻沉降而導(dǎo)致的墻身開裂，需根據(jù)地質(zhì)條件和墻高、墻身斷面的變化設(shè)置沉降縫；為防止圬工砌體因收縮硬化以及溫度變化而產(chǎn)生的裂縫，需設(shè)置伸縮縫。一般情況下，沉降縫與伸縮縫合并設(shè)置，每隔10～15m設(shè)置一道，縫寬20～30mm,一般用膠泥填塞，滲水量大填料易流失地區(qū)宜采用瀝青麻筋或涂有瀝青的木板等彈性材料；填深不宜小于200mm;若墻后為掩飾路塹或填石路堤時，可設(shè)置空縫。措施：地面排水溝：引排地面水；夯實回填土頂面和地面松土：防止雨水以及地面水下滲；鋪砌邊溝：防止邊溝水進(jìn)入基礎(chǔ)排水孔：排除墻后水第49頁,共78頁，2024年2月25日，星期天4、布置原則

位置的選擇：路塹擋土墻多設(shè)在邊溝旁；山溝擋土墻宜設(shè)在基礎(chǔ)可靠處；路肩擋土墻課充分收縮坡腳減少填方和占地。當(dāng)路肩墻和路堤墻工程量相當(dāng)，墻高相近時優(yōu)先采用路肩墻。沿河堤設(shè)置擋土墻時應(yīng)保證水流暢通，不擠壓河道而引起局部沖刷。縱向布置：墻趾縱斷面圖、擋土墻起訖點、伸縮縫與沉降縫位置、基礎(chǔ)類型。排水設(shè)置橫向布置：墻身斷面、基礎(chǔ)埋深，繪制橫斷面圖平面布置：個別復(fù)雜擋土墻，高度大、長度長的沿河擋土墻需繪制平面圖標(biāo)示擋土墻與路線的平面位置和附近的地貌地物情況第50頁,共78頁，2024年2月25日，星期天5、填土材料

墻后填土宜選擇透水性較強的填料，例如砂土、礫石、碎石等，若采用粘土，應(yīng)混入一定量的塊石，增大透水性和抗剪強度，墻后填土應(yīng)分層夯實第51頁,共78頁，2024年2月25日，星期天二、擋土墻計算1.穩(wěn)定性驗算：抗傾覆穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定2.地基承載力驗算擋土墻計算內(nèi)容3.墻身強度驗算抗傾覆穩(wěn)定驗算zfEaEazEaxGaa0d抗傾覆穩(wěn)定條件擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾O點向外傾覆Ox0xfbz第52頁,共78頁，2024年2月25日，星期天抗滑穩(wěn)定驗算抗滑穩(wěn)定條件EaEanEatdGGnGtaa0O擋土墻在土壓力作用下可能沿基礎(chǔ)底面發(fā)生滑動m為基底摩擦系數(shù)，根據(jù)土的類別查表得到第53頁,共78頁，2024年2月25日，星期天2.擋土墻截面尺寸砌石擋土墻頂寬不小于0.5m，混凝土墻可縮小為0.20m～0.40m，重力式擋土墻基礎(chǔ)底寬約為墻高的1/2～1/3為了增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，將基底做成逆坡當(dāng)墻高較大，基底壓力超過地基承載力時，可加設(shè)墻趾臺階逆坡墻趾臺階第54頁,共78頁，2024年2月25日，星期天6、設(shè)置凸榫基礎(chǔ)

在基礎(chǔ)地面設(shè)置混凝土凸榫，可利用榫前土體所產(chǎn)生的被動土壓力（規(guī)范取1/3）來增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性。凸榫后緣和墻踵連線與水平線夾角不超過?，應(yīng)將其置于通過墻趾并與水平線成45_?/2角的直線和通過墻趾并與水平線成?角的直線包圍的三角形范圍內(nèi)。第55頁,共78頁，2024年2月25日，星期天

2.2重力式擋土墻設(shè)計

2.2.1重力式擋土墻的構(gòu)造

2.2.2重力式擋土墻的設(shè)計（1）作用在擋土墻上的荷載：①作用在擋土墻上的荷載分類

a.永久荷載-自重、土壓力、水壓力、浮力、地基反力和摩擦力等。

b.可變荷載-活載、動荷載、溫度應(yīng)力、地震作用、洪水壓力等。②荷載組合第56頁,共78頁，2024年2月25日，星期天其中

③荷載計算a.擋土墻自重b.土壓力c.靜水壓力d.動水壓力-為水流流向與擋土墻面的夾角。第57頁,共78頁，2024年2月25日，星期天e.波浪壓力f.浮力g.滲透壓力h.公路和鐵路荷載及或荷載（2）擋土墻的穩(wěn)定性驗算①作用在擋土墻上的荷載效應(yīng)組合②一般地區(qū)擋土墻的穩(wěn)定性a.抗滑移穩(wěn)定性驗算第58頁,共78頁，2024年2月25日，星期天b.基底合力偏心距d.基底承載力驗算當(dāng)時：當(dāng)時：偏心荷載作用下，基底承載力應(yīng)滿足：和第59頁,共78頁，2024年2月25日，星期天e.軟弱下臥層驗算軟弱下臥層滑移面驗算④擋土墻強身強度驗算a.偏心受壓承載力驗算當(dāng)時當(dāng)時第60頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第61頁,共78頁，2024年2月25日，星期天1、展寬墻趾展寬基礎(chǔ)以增加穩(wěn)定力臂，當(dāng)?shù)孛鏅M坡較陡時會引起墻高的增加；2、改變墻面及墻背坡度改緩墻面坡度以增加穩(wěn)定力臂，改陡俯斜墻背或改緩仰斜墻背減小土壓力3、改變墻身斷面類型地面橫坡較陡時盡量墻身直立，或加設(shè)卸荷搭板以減少土壓力7、增加抗傾覆穩(wěn)定性的方法第62頁,共78頁，2024年2月25日，星期天§2.2卸荷板式擋土墻

卸荷板式擋土墻是指在墻背設(shè)置卸荷平臺或卸荷板，達(dá)到減少墻背土壓力和增加穩(wěn)定力矩的效果，以填土重量和墻身自重共同抵抗土體側(cè)壓力的擋土結(jié)構(gòu)。一、結(jié)構(gòu)特征1、結(jié)構(gòu)形式（按照卸荷板長度、形狀等劃分）：短卸荷板擋土墻、長卸荷板擋土墻、拉桿卸荷板柱板式擋土墻、“一”字形卸荷板擋土墻、“L”形卸荷板擋土墻、卸荷板—托盤式路肩擋土墻第63頁,共78頁，2024年2月25日，星期天

短卸荷板擋土墻短卸荷板式擋土墻的卸荷板長度可以任意調(diào)整，使其基底偏心矩接近零，基底應(yīng)力分布比較均勻，墻身截面積較小，較衡重式擋土墻截面減少30%左右。較衡重式擋土墻可節(jié)省工程費10%—20%；墻高大于6m時，短卸荷板式擋土墻與衡重式擋土墻相比開始顯示經(jīng)濟(jì)效益，墻越高經(jīng)濟(jì)效益越大,因?qū)嵺`經(jīng)驗尚少，故要求墻高一般不宜超過12m。

2、適用范圍地基強度較大，墻高大于6m，小于等于12m的路肩墻可采用短卸荷板式擋土墻。當(dāng)墻高大于12m時不宜采用。第64頁,共78頁，2024年2月25日，星期天3、組成結(jié)構(gòu)短卸荷板式擋土墻由上、下墻和卸荷板組成，上下墻高度比例一般取4:6，墻身可采用石砌體。當(dāng)墻高大于10m時應(yīng)采用片石混凝土或混凝土，其最低強度等級水泥砂漿應(yīng)為M10；混凝土應(yīng)為C20。片石材料應(yīng)采用不易風(fēng)化的石塊，其飽和單軸極限抗壓強度不得小于30Mpa。受力鋼筋直徑不應(yīng)小于12mm。第65頁,共78頁，2024年2月25日，星期天二、力學(xué)分析1、受力特點與計算理論卸荷板—減少擋土墻下墻土壓力，板上填土增加全墻抗傾覆穩(wěn)定。作用在墻背上的主動土壓力可按庫侖理論計算，其中上墻可按第二破裂面法計算，兩破裂面交點在短卸荷板懸臂端；下墻可按力多邊形法計算，土壓力強度按矩形分布，作用點為下墻墻高的1/2處。(第二破裂面理論)計算作用于短卸荷板上的豎向壓力時，可先計算第二破裂面上的豎向分力，短卸荷板承受其長度相應(yīng)部分投影的應(yīng)力；再計算第二破裂面以下土體的重力，兩者疊加即為短卸荷板的豎向壓力，在板上按均勻分布。第66頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第二破裂面理論第67頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第68頁,共78頁，2024年2月25日，星期天力學(xué)計算圖第69頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第70頁,共78頁，2024年2月25日，星期天

根據(jù)鐵道部科技發(fā)展計劃項目“路肩短卸荷板式擋土墻的研究”成果，認(rèn)為：下墻墻背土壓力的計算采用力多邊形法是較合適的。由于力多邊形法考慮了上墻對下墻土壓力的影響，理論上較為嚴(yán)謹(jǐn)，而延長墻背法和校正墻背法誤差較大，未考慮上墻對下墻土壓力的影響，而且墻踵和卸荷板末端連線與下墻實際墻背間的一塊土體無法考慮。土壓力分布的規(guī)律為上下兩頭小，中間大，作用點位置約為下墻高度的0.52左右，考慮到力作用點對擋土墻的傾覆穩(wěn)定、偏心矩和基底應(yīng)力均有較大影響，因此建議短卸荷板式擋土墻下墻土壓力強度按矩形分布，作用點位置為下墻墻高的二分之一處，這樣既接近實際情況，又簡化計算過程。第71頁,共78頁，2024年2月25日，星期天在卸荷板擋土墻設(shè)計中，由于按第二破裂面法和力多邊形法導(dǎo)出黏性土壓力的計算公式非常復(fù)雜，因此，為計算方便起見，仍可采用由綜合內(nèi)摩擦角計算上下墻土壓力來進(jìn)行擋土墻穩(wěn)定性及截面強度的檢算。采用一個定值的綜合內(nèi)摩擦角?0代替黏性土指標(biāo)c、?時，黏聚力c越大，則土壓力的計算值“失真”越嚴(yán)重；擋土墻越高，則危險性越大。若有條件時，墻背填料應(yīng)通過試驗測定其力學(xué)指標(biāo)，然后通過抗剪強度相等原則換算綜合內(nèi)摩擦角，換算方法可采用以下公式：第72頁,共78頁，2