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1、第四节第四节 挡土墙设计总则挡土墙设计总则一、作用力系一、作用力系Assemblage of forcesAssemblage of forces 主要力系（永久荷载）主要力系（永久荷载）assemblageassemblage of main forces of main forces、附加力系（可变荷载）附加力系（可变荷载）assemblageassemblage of additional forced of additional forced、特殊力（偶然荷载）特殊力（偶然荷载）specialspecial forces forces主要力系assemblage of main for
2、ces：(永久荷载）1）挡土墙自重及位于墙上的衡载2）墙后土体的主动土压力3）基底的法向反力及摩擦力4）墙前土体的被动土压力5 5）静水压力，浮力静水压力，浮力附加力系assemblage of additional forces（可变荷载）车辆荷载、人群荷载引起的土侧压力，水位退落时的动水压力，流水压力，波浪压力，冻胀压力，温度影响力。施工荷载。特殊力系assemblage of special forces（偶然荷载）偶然出现的力。地震力，滑坡、泥石流作用力，车辆碰撞护栏引起的力。常用作用（或荷载）组合组合作用（或荷载）组合挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、填土重力、填土侧压力及其他永
3、久荷载组合组合与基本可变荷载相组合组合与其他可变荷载、偶然荷载相组合注：1洪水与地震力不同时考虑；2冻胀力、冰冻力与流水压力或波浪压力不同时考虑 3车辆荷载与地震力不同时考虑二、挡土墙设计方法：极限状态分项系数法二、挡土墙设计方法：极限状态分项系数法挡土墙设计极限状态分挡土墙设计极限状态分构件承载力极限状态构件承载力极限状态和和正常使用极限状态正常使用极限状态。承载力极限状态是当挡土墙出现下列以下任何一种状态承载力极限状态是当挡土墙出现下列以下任何一种状态,即认为超过了承即认为超过了承载力极限状态载力极限状态.(1)(1)整个挡土墙或挡土墙的一部分作为刚体失去平衡整个挡土墙或挡土墙的一部分作为
4、刚体失去平衡(2)(2)挡土墙构件或连接构件因材料承受的强度超过极限而破坏挡土墙构件或连接构件因材料承受的强度超过极限而破坏,或因过量或因过量塑性变形而不适合继续承载塑性变形而不适合继续承载(3)(3)挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡(1)(1)影响正常使用或外观变形影响正常使用或外观变形(2)(2)影响正常使用或耐久性的局部破坏影响正常使用或耐久性的局部破坏(3)(3)影响正常使用的其他特定状态影响正常使用的其他特定状态正常使用极限状态是当挡土墙出现下列以下任何一种状态正常使用极限状态是当挡土墙出现下列以下任何一种状态,即认为超过了正常使用极限即认为超
5、过了正常使用极限.挡土墙构件承载力极限状态设计采用的一般表达式：挡土墙构件承载力极限状态设计采用的一般表达式：式中：式中：v 结构重要性系数0墙高公路等级高速公路、一级公路二级及以下公路5m1.00.955m1.051.0承载能力极限状态作用（或荷载）分项系数情况荷载增大对挡土墙结构起有利作用时荷载增大对挡土墙结构起不利作用时组合，垂直恒载G0.91.2恒载或车辆荷载、人群荷载的主动土压力Q11.000.951.401.30被动土压力Q20.300.50水浮力Q30.951.10静水压力Q40.951.09动水压力Q50.951.20一、挡土墙稳定性验算一、挡土墙稳定性验算stability
6、computations of the retaining wallstability computations of the retaining wallv1 1、挡土墙的破坏形式、挡土墙的破坏形式destruction types of the retaining walldestruction types of the retaining wallv 1 1）、由于基础滑动而造成的破坏；）、由于基础滑动而造成的破坏；v 2 2）、由于绕墙趾转动所引起的破坏；）、由于绕墙趾转动所引起的破坏；v 3 3）、由于基础产生过大或不均匀的沉陷而引起的墙身倾斜；）、由于基础产生过大或不均匀的沉陷而引
7、起的墙身倾斜；v 4 4）、因墙身材料强度不足而产生的墙身剪切破坏；）、因墙身材料强度不足而产生的墙身剪切破坏；v 2 2、挡土墙稳定性验算、挡土墙稳定性验算stability computation of the retaining stability computation of the retaining wallwallv 1 1）、抗滑稳定性验算）、抗滑稳定性验算anti-slippery stability computationanti-slippery stability computation第五节、重力式挡土墙设计第五节、重力式挡土墙设计v3)3)、增加抗滑稳定性的方法增加
8、抗滑稳定性的方法 vways to enhance the anti-slippery stabilityways to enhance the anti-slippery stabilityv1 1）设置倾斜基底设置倾斜基底set up slanting foundationset up slanting foundation 土土质质路基不陡于路基不陡于1 1：5 5，岩石路基不陡于，岩石路基不陡于1 1：3 3v2 2）采用凸榫基础采用凸榫基础adoption of adoption of tenontenon foundation foundationv3 3）采用人工基础采用人工基础
9、 adoption of manpowered foundationadoption of manpowered foundation2 2）、抗倾覆稳定性验算）、抗倾覆稳定性验算 tilt tilt stability computationv2 2、增加抗倾覆稳定性的方法、增加抗倾覆稳定性的方法 ways to enhance the tilt stabilityways to enhance the tilt stability1 1）展宽墙趾）展宽墙趾 broaden the wall toebroaden the wall toev2 2）改变墙面及墙背坡度）改变墙面及墙背坡度vch
10、ange grade of wall change grade of wall spacespace and wall back and wall backv3 3）改变墙身断面类型改变墙身断面类型vchange types of change types of sectionsection of the wall body of the wall body3)3)基底应力及合力偏心距的验算基底应力及合力偏心距的验算 computation of the subgrade stress and the excentricity of composite forces3)3)基底应力及合力偏心距
11、的验算基底应力及合力偏心距的验算 computation of the subgrade stress and the excentricity of composite forcesv地基承载力抗力值的规定3、提高地基承载力或减小基地应力的方法ways to enhance the bearing capacity of subsoil and reduce the bastion stress1）、采用人工基础 adoption of manpowered foundation 2）、采用扩大基础 adoption of spread foundation为了保证墙身具有足够的为了保证墙身
12、具有足够的强度，应根据经验选择强度，应根据经验选择12个控制断面进行验个控制断面进行验算，如墙身底部、二分算，如墙身底部、二分之一墙高处、上下墙之一墙高处、上下墙(凸凸形及衡重式墙形及衡重式墙)交界处。交界处。根据根据公路砖石及混凝土桥涵设计规范公路砖石及混凝土桥涵设计规范的规定，当构的规定，当构件采用分项安全系数的极限状态设计时，荷载效应不利件采用分项安全系数的极限状态设计时，荷载效应不利组合的设计值，应小于或等于结构抗力效应的设计值组合的设计值，应小于或等于结构抗力效应的设计值。3、墙身截面强度验算、墙身截面强度验算验算断面的选择验算断面的选择第五节 挡土墙设计第五节 挡土墙设计4、重力式
13、挡土墙设计、重力式挡土墙设计下一页下一页下一页下一页第五节 挡土墙设计4、重力式挡土墙设计、重力式挡土墙设计第五节 挡土墙设计下一页下一页下一页下一页后页后页第五节 挡土墙设计下一页下一页第五节 挡土墙设计后页后页第五节 挡土墙设计第五节 挡土墙设计6-66-6：浸水挡土墙设计：浸水挡土墙设计design of the inundate retaining walldesign of the inundate retaining wallv与一般挡土墙的区别与一般挡土墙的区别difference from ordinary retaining walldifference from ordin
14、ary retaining wall：v 1 1）、土压力因填料受浮力的影响而减小；）、土压力因填料受浮力的影响而减小；v 2 2）、有静水压力、动水压力的作用；）、有静水压力、动水压力的作用；v 3 3）、浸水挡土墙的稳定性降低。）、浸水挡土墙的稳定性降低。v一、浸水挡土墙土压力的计算一、浸水挡土墙土压力的计算calculation of the pressure against calculation of the pressure against the inundate retaining wallthe inundate retaining wallv 1 1、填料为砂性土、填料为砂
15、性土cohesionlesscohesionless soil as the filler soil as the fillerv 计算前提条件：计算前提条件：1 1）、内摩擦角不变；）、内摩擦角不变；v 2 2）、破裂面为一平面；）、破裂面为一平面；v 3 3）、浸水部分填料容重为浮容重。）、浸水部分填料容重为浮容重。v2 2、填料为粘性土、填料为粘性土 cohesive soil as the fillercohesive soil as the fillerv浸水后浸水后c c值显值显著降低，将填土的上下两部分著降低，将填土的上下两部分视为视为不同性不同性质质的土的土层层，分，分别计别计
16、算土算土压压力。力。二、静水压力、动水压力、上浮力的计算二、静水压力、动水压力、上浮力的计算calculation hydrostatic calculation hydrostatic pressure,hydrodynamic pressure and pressure,hydrodynamic pressure and buoyancebuoyance pressure pressurev 1、静水压力calculation hydrostatic pressure P1v 墙面静水压力v 墙背静水压力v 2、上浮力buoyance pressure P2 v 基底的上浮力P2v 墙身的
17、上浮力P2v 3、动水压力hydrodynamic pressure P3三、浸水挡土墙稳定性验算三、浸水挡土墙稳定性验算computation of the inundate retaining computation of the inundate retaining wallwallv1、抗滑稳定性验算anti-slippery stability computationv2、抗倾覆稳定性验算tilt tilt stability computationv3、基底应力及合力偏心距的验算computation of the subgrade stress and the excentric
18、ity of composite forces 1、请说出库仑土压力理论在路基挡土墙计算中的几个基、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。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？、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？、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？、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？、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？、挡土墙排水措施所包括的
19、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、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？墙不设泄水孔？8、挡土墙沉降缝及伸缩缝的设置目的及设置位置？、挡土墙沉降缝及伸缩缝的设置目的及设置位置？9、对土质地基，挡土墙埋置深度一般应满足哪些要求？、对土质地基，挡土墙埋置深度一般应满足哪些要求？10、何谓挡土墙的主要力系？它包括哪些项目？请用示、何谓挡土墙的主要力系？它包括哪些项目？请用示意图表示一般地区、非浸水挡土墙的主要力系。意图表示一般地区、非浸水挡土墙的主要力系。复习思考题11、路基挡土墙计算中，破裂面交于荷载中部和交于路基顶面荷载内侧或、路基挡土墙计
20、算中，破裂面交于荷载中部和交于路基顶面荷载内侧或外侧的土压力计算方法有何异同点？外侧的土压力计算方法有何异同点？12、路肩墙和路堤墙的主动土压力计算有何异同点？、路肩墙和路堤墙的主动土压力计算有何异同点？13、何种情况下会出现第二破裂面？、何种情况下会出现第二破裂面？14 挡土墙抗滑稳定、抗倾覆稳定或基地承载力不足时，应分别采用哪些挡土墙抗滑稳定、抗倾覆稳定或基地承载力不足时，应分别采用哪些改进措施？改进措施？15、当作用于挡墙基底合力偏心矩大于规定值时该怎办？、当作用于挡墙基底合力偏心矩大于规定值时该怎办？16、季节性浸水地区挡土墙设计时，与一般挡土墙设计相比，还需多考虑、季节性浸水地区挡土墙设计时，与一般挡土墙设计相比，还需多考虑哪些具体因素？哪些具体因素？17、薄壁式挡土墙有何结构特点及主要类型？、薄壁式挡土墙有何结构特点及主要类型？18、加筋土挡墙的主要组成部分、结构性质及其作用原理、适用于何种形、加筋土挡墙的主要组成部分、结构性质及其作用原理、适用于何种形式的路基？式的路基？19、提高加筋土挡土墙承载能力的方法？、提高加筋土挡土墙承载能力的方法？复习思考题