挡土墙计算理正岩土课件

理正岩土挡土墙应用理正岩土挡土墙应用二零一五年七月挡土墙学习篇挡土墙学习篇理正岩土挡土墙应用二零一五年七月挡土墙学习篇11 1 挡土墙简介挡土墙简介2 2 模型简化模型简化内 容 概 要3 3 建立模型建立模型1 挡土墙简介2 模型简化内 容 概 要3 建立模型21挡 土 墙 简 介挡土墙的13种形式挡土墙适用范围挡土墙适用范围：公路、铁路、水利、市政、规划、地矿等；挡墙形式全挡墙形式全：目前有13种，分别为：重力式挡土墙、衡重式挡土墙、半重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、桩板式挡土墙、锚杆式挡土墙、锚定板式挡土墙、垂直预应力锚杆式挡土墙、卸荷板式挡土墙、装配式悬臂挡土墙和装配式扶壁挡土墙；参数交互参数交互：墙身尺寸：墙身样式灵活，面坡、背坡、墙底都可倾斜，可模拟仰斜式挡土墙；可设墙趾、墙踵；可自动设计或校核防滑凸榫；一般做市政道路时也按公路行业来输入1挡 土 墙 简 介挡土墙的13种形式挡土墙适用范围：公路、31挡 土 墙 简 介坡线土柱：坡线土柱：坡面起点和坡面线可灵活设置，可模拟墙顶有土，或者坡面比墙顶低的情况；附加外力：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；换算土柱：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：可考虑地震情况和浸水情况；墙后多层填土；土压力分为库仑压力、朗肯压力、静止压力；材料参数新增材料参数查询功能；基础：基础：天然基础、钢筋混凝土底板、台阶式、换填式、锚桩式；整体稳定：整体稳定：瑞典条分法；荷载组合荷载组合:荷载组合I、荷载组合II、荷载组合III。1挡 土 墙 简 介坡线土柱：坡面起点和坡面线可灵活设置，可42模 型 简 化对挡土墙模型进行简化，转为计算模型，简对挡土墙模型进行简化，转为计算模型，简化时，注意以下几点：化时，注意以下几点：1）碎石倒滤层：忽略不考虑；2）底板：如果是素混凝土，也可用钢筋混凝土底板来模拟；3）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；4）土压力起算点：可从基础底开始算，也可从结构底开始算。从基础底开始算的话，也可以考虑前面土产生的被动土压力，以外加荷载方式加入。从基础底开始考虑，不考虑墙前被动土压力。5）垫层：垫层比较薄时，可不考虑垫层。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、灌砌块石等可忽略不计2模 型 简 化对挡土墙模型进行简化，转为计算模型，简化时，53 墙身尺寸墙身尺寸墙身尺寸墙身尺寸：建 立 模 型 墙身高墙身高：不包括基础部分；坡度（面坡、背坡、墙底）坡度（面坡、背坡、墙底）：可正可负;将背坡坡率交互负值，可模拟仰斜式挡墙；滑移不满足时，可设成倾斜墙底；墙趾墙踵可设台阶：墙趾墙踵可设台阶：墙趾最多两阶；墙趾台阶与墙面坡的坡度可以相同；墙踵最多一阶；凸榫：凸榫：设置凸榫可增加挡墙的抗滑动稳定性，设计软件可自动设计凸榫的位置和尺寸，并直接带回软件中；凸榫构造要求根据铁路工程设计技术手册-路基（1995）要求进行验算；凸榫被动土压力系数无经验时取1；砌体材料凸榫容许应力可查公路路基设计手册（1997）P604表3-3-213-3-22，混凝土材料可查铁路路基支挡结构设计规范（TB 10025-2006）P6表3.1.3，表格内容如下：倾斜基底3 墙身尺寸：建 立 模 型 墙身高：不包括基础部分63注：干砌的容许压应力为表中2.5号砂浆砌体的一半。建 立 模 型砌体材料凸榫容许应力表砌体材料凸榫容许应力表:3注：干砌的容许压应力为表中2.5号砂浆砌体的一半。建 立 7建 立 模 型3混凝土、片石材料凸榫容许应力表混凝土、片石材料凸榫容许应力表:建 立 模 型3混凝土、片石材料凸榫容许应力表:83坡面线段数：坡面线段数：即墙后填土的坡面形式，需交互每段坡面线的水平和竖直投影长度；坡线土柱坡线土柱坡线土柱坡线土柱：建 立 模 型 换算土柱：换算土柱：换算方法：（取自公路路基设计规范JTG D30-2004）h=q/，h换算土层厚（m）；q车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2m，取20 kN/m2墙高大于10m，取10 kN/m2，墙高在210m之间的用内插法计算，作用于墙顶或墙后填土上人群荷载强度规定为3 kN/m2（计算时采用10 kN/m2，偏安全考虑，根据挡土墙04J008第5页3.3取值）,作用于挡墙栏杆顶的水平推力采用0.75 kN/m，作用于栏杆扶手上的竖向力采用1 kN/m；墙背填土的容重，kN/m3；公路或铁路行业，软件列出了常用的荷载，可直接选用；3坡面线段数：即墙后填土的坡面形式，需交互每段坡面线的水平和93建 立 模 型附加集中力：附加集中力：用于模拟作用在挡土墙上的其他外力；加入等效墙前被动土压力，可根据交互的墙身高度和墙前土体的物理参数计算出被动土压力；作用点的坐标输入以挡墙墙身左上角点为坐标原点；荷载大小为作用在挡墙纵向一延米范围内的外力；是否为被动土压力，需要计算时选择“是”，对结构有利时取荷载的0.3倍带入公式中计算，对结构不利时取荷载0.5倍带入公式（软件会自动乘系数），此处的公式，指的是滑移和倾覆安全系数的计算公式。坡线土柱坡线土柱坡线土柱坡线土柱：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被动土压力。3建 立 模 型附加集中力：用于模拟作用在挡土墙上的其他外力103 坡线土柱坡线土柱坡线土柱坡线土柱：建 立 模 型坡线起始是否低于墙顶：坡线起始是否低于墙顶：坡线起始点在挡土墙右上角下方则为是，否则为否，如图所示；坡线起始点低于墙顶：坡线起始点低于墙顶：压顶，即墙顶有土：压顶，即墙顶有土：局部放大局部放大3 坡线土柱：建 立 模 型坡线起始是否低于墙顶：坡线起始点113建 立 模 型地面横坡角度：地面横坡角度：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，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；填土对横坡面的摩擦角：填土对横坡面的摩擦角：用于有限土体土压力计算，只有当地面横坡角较大，土沿地面横坡角破坏时起作用；当破裂角位于桩背与地面横坡面之间时，计算土压力用墙后填土内摩擦角，当破裂角位于地面横坡面时，计算土压力宜根据试验确定，当无试验资料时，粘性土与粉土可取0.33，砂性土与碎石土可取0.5；浸水挡墙参数：浸水挡墙参数：墙顶标高：决定地下水的相对距离；选择水利行业时，水位可高过墙顶；挡墙分段长度：挡墙分段长度：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；坡线土柱坡线土柱坡线土柱坡线土柱：选择浸水挡土墙时，需输入水位参数3建 立 模 型地面横坡角度：确定原则：一般取不产生土压力的123建 立 模 型 物理参数物理参数物理参数物理参数：挡土墙类挡土墙类型：型：四种类型，可考虑地震与浸水；墙后填土类墙后填土类型：型：当选择多层土时，点击旁边“土层”按钮进行输入各层土的物理参数；墙后填土内摩擦角：墙后填土内摩擦角：当无资料时，可查公路路基设计手册（1997）P591表3-2-7和公路路基设计规范（JTG D30-2004）P34表5.4.2-4，表格内容如下：3建 立 模 型 物理参数：挡土墙类型：四种类型，可考虑地震133建 立 模 型 物理参数物理参数物理参数物理参数：墙后填土粘聚力：墙后填土粘聚力：根据试验或经验取值；墙后填土容重墙后填土容重：当无资料时，可参照公路路基设计规范（JTG D30-2004）P34表5.4.2-4的容重值，如上面表5.4.2-4所示；墙背与墙后填土摩擦角：墙背与墙后填土摩擦角：当无试验资料时，可参考公路路基设计手册（1997）P591，具体内容如下：墙背光滑、排水不良时=0；混凝土墙身时=（01/2）；一般情况、排水良好的石砌墙身=（1/22/3）；台阶形的石砌墙背、排水良好时=2/3；第二破裂面或假象墙背时=；土压力：土压力：三种土压力模式：库仑压力、朗肯压力和静止压力；朗肯理论的应用范围：墙背垂直、光滑、墙后填土面水平，即a=0，b=0，d=0。无粘性土与粘性土均可用。库伦理论的应用范围：用于包括朗肯条件在内的各种倾斜墙背的陡墙，填土面不限，即a，b，d可以不为零或等于零，故较朗肯公式应用范围更广。3建 立 模 型 物理参数：墙后填土粘聚力：根据试验或经验取143建 立 模 型 物理参数物理参数物理参数物理参数：等效：等效：可将粘聚力等效成内摩擦角来计算土压力，软件提供三种计算方法；填土容重填土容重：此处的容重指天然容重，浮容重=饱和容重-10，饱和容重天然容重，地基土容重值可查地勘资料；3建 立 模 型 物理参数：等效：可将粘聚力等效成内摩擦角来153 物理参数物理参数物理参数物理参数：建 立 模 型修正后地基土容许承载力：修正后地基土容许承载力：查地勘资料；若地勘资料未进行修正时，可参考公路挡土墙设计与施工技术细则（2008）P24页的修正公式进行修正；地基土容许承载力提高系数：地基土容许承载力提高系数：参考公路桥涵地基与基础设计规范（JTJ024-85）P2408表2.2.2取值，当受地震力作用时，应按公路工程抗震设计规范规定取值，如无特殊要求，墙趾墙踵提高系数可与平均提高系数相同（如果不太清楚就不进行提高），地基土容许承载力提高系数按下表取值：3 物理参数：建 立 模 型修正后地基土容许承载力：查地勘资163建 立 模 型 物理参数物理参数物理参数物理参数：地震参数：地震参数：选择抗震区或抗震浸水区挡墙时需交互地震参数；地震烈度不考虑7度、8度、9度；根据所在地区和工程重要性等选择抗震设防烈度；地震参数地震力计算公式：；水上、水下地震角（度）：根据地震烈度确定，可参考相关规范；水平地震系数Kh：根据地震烈度确定，可参考相关规范；重要性修正系数Ci：根据工程类别及等级确定，一般取0.6-1.7；综合影响系数Cz：一般取0.25，见公路工程抗震规范；水平地震作用沿墙高的分布图形：根据墙高和工程等级确定，见公路工程抗震规范表3.1.5；3建 立 模 型 物理参数：地震参数：选择抗震区或抗震浸水区173建 立 模 型地基强度与偏心距验算：地基强度与偏心距验算：对基底宽度有两种考虑方法，分别为斜面长度作为基础底、水平投影长作为基础底，两种方法计算结果不同，可根据自己习惯选用。圬工砌体容重：圬工砌体容重：当无资料时，计算挡土墙结构的重力时，其构件标准可参考公路挡土墙设计与施工技术细则（2008）P16表4.1.8取值，表格内容如下：材料参数材料参数：圬工砌体材料参数参照公路路基设计手册（1997）P604表3-3-213-3-22，表格内容同凸榫材料容许应力参数表格；物理参数物理参数物理参数物理参数：3建 立 模 型地基强度与偏心距验算：对基底宽度有两种考虑方183建 立 模 型圬工之间摩擦系数：圬工之间摩擦系数：圬工与圬工之间的摩擦系数取值参照公路路基设计手册（1997）P603所述内容，具体内容如下：一般采用0.4（主要组合）0.5（附加组合）；地基土的摩擦系数：地基土的摩擦系数：当无资料时，可查公路路基设计手册（1997）P593表3-3-3，表格内容如下：物理参数物理参数物理参数物理参数：3建 立 模 型圬工之间摩擦系数：圬工与圬工之间的摩擦系数取19建 立 模 型3基础类型：基础类型：天然基础、钢筋混凝土底板、台阶式、换填土式、锚桩式；整体稳定整体稳定基础基础钢筋混凝土底板：钢筋混凝土底板：铁路桥涵钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构设计规范(TB10002.3-2005)表5.2.1。计算方法：计算方法：瑞典条分法；搜索方法：搜索方法：自动搜索、给定范围、给定圆心半径计算安全系数、给定圆心计算安全系数；一般采用自动搜索方法；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：两种理论：当下滑力对待，当抗滑力对待。建 立 模 型3基础类型：天然基础、钢筋混凝土底板、台阶式、20建 立 模 型3结构重要系数：结构重要系数：参照城市道路路基设计规范（CJJ 194-2013）P29表6.4.5取值，表格内容如下表所示：荷载组合荷载组合支挡工程安全等级：支挡工程安全等级：参照城市道路路基设计规范（CJJ 194-2013）P28表6.4.3取值，表格内容如下表所示：建 立 模 型3结构重要系数：参照城市道路路基设计规范（21建 立 模 型3组合系数：组合系数：参照公路路基设计规范（JTG D30-2004）P38表5.4.4-2取值，表格内容如下:荷载组合荷载组合荷载组合：荷载组合：参照城市道路路基设计规范（CJJ 194-2013）P30表6.4.6-2取值，表格内容如下表所示：建 立 模 型3组合系数：参照公路路基设计规范（JTG 22