挡土墙计算理正岩土课件
广南站场挡土墙计算书理正岩土

理正岩土软件---挡土墙计算书重力式挡土墙验算[执行标准:铁路]计算项目:重力式挡土墙 1计算时间: 2010-10-16 16:03:41 星期六------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 6.000(m)墙顶宽: 1.800(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250背坡倾斜坡度: 1:0.000采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 1.600(m)墙趾台阶h1: 0.800(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙踵台阶b3: 0.600(m)墙踵台阶h3: 0.800(m)墙底倾斜坡率: 0.000:1物理参数:圬工砌体容重: 24.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数: 0.400地基土摩擦系数: 0.400砌体种类: 片石砌体水泥土砂浆强度等级: M10挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 30.000(度)墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)墙后填土容重: 24.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 15.000(度)地基土容重: 19.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 200.000(kPa)墙底摩擦系数: 0.300地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 1折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 10.500 7.000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 0.000(度)墙顶标高: 0.000(m)=====================================================================第 1 种情况: 无荷载的情况[土压力计算] 计算高度为 6.000(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角: 50.000(度)Ea=436.706 Ex=421.826 Ey=113.028(kN) 作用点高度 Zy=2.000(m) 墙身截面积 = 17.060(m2) 重量 = 409.440 kN(一) 滑动稳定性验算由于挡墙埋入地下至少0.5m,故不存在滑动情况。
建坡挡墙-理正岩土

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重力式挡墙→整体稳定
土质边坡
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重力式挡墙→整体稳定
岩质边坡
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重力式挡墙→整体稳定
土质边坡
- 计算方法:瑞典条分法 - 四种搜索方式; - 可以考虑墙前覆土;
岩质边坡
- 计算方法:平面滑动法 - 需交互边坡整体的外倾结构面; - 可考虑裂隙面;
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面坡信息
- 岩质边坡,计算整体稳定,需交互面坡信息;
墙后填土参数(土质边坡)
- 支持墙后多层填土; - 填土与墙背摩擦角,与墙背粗糙程度和排水情况有关,见建坡
规范表6.2.3 ; - 墙后稳定地面角,一般取不产生土压力的硬土地面,有岩石时
取岩石坡度,墙后都为土体时,可取0; - 填土与稳定面摩擦角,用于有限范围填土土压力计算,见建坡
构与其后土体的协调变形,较符合实际情况; - 4. 对较坚硬的土质边坡,也可采用近似方法(静力平衡法或
等值梁法),虽然计算较为简单,但是在锚固点变形较小时 计算结果能满足工程需要; - 5. 对开挖产生的挡墙,可以按不同开挖工况来计算立柱内力 (连续梁法除外);对填筑产生的挡墙,不能考虑开挖工况 ,也不能用静力平衡法或等值梁法来计算立柱内力。
挡墙形式
- 重力式挡墙、衡重式挡墙、悬臂式挡墙、扶壁式挡墙、格构式锚杆 挡墙、板肋式锚杆挡墙、排桩式锚杆挡墙
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建坡挡墙特色
荷载
- 侧向岩土压力(土压力,侧向岩石压力,特殊情况侧向土压力) - 水压力 - 荷载组合
重力式挡墙
- 包括俯斜式、仰斜式、直立式、衡重式; - 计算内容:抗倾覆、抗滑移、整体稳定、地基承载力、墙身截面
理正岩土5_11计算挡墙参数选择

一、安全系数:1)滑动稳定安全系数【水工挡土墙设计规范,P9(纸版3.2.7)】2)倾覆稳定安全系数【水工挡土墙设计规范,P10(纸版3.2.12)】3)基地偏心距容许值:土质地基B/6,岩石地基B/5,坚硬岩质地基B/4;抗震设计有用户定义。
4)截面偏心距容许值:计算荷载取0.25B,验算荷载取0.3B;抗震设计时取0.4B。
5)抗震设计时材料强度放大系数:(抗压:1.5);(抗拉:1.5);(抗剪:1.5)。
荷载系数:重力不利时分项系数:1.2重力有利时分项系数:1.0【06G112建筑结构设计常用数据P26(纸版25)】主动土压力分项系数:1.2静水压力分项系数:1.0扬压力分项系数:1.2【混凝土重力坝设计规范DL5108-1999P29(纸版29)】地震力分项系数:1.0二、墙身尺寸输入:墙身高: 5.820(m)墙顶宽:0.300(m)面坡倾斜坡度:1:0.100背坡倾斜坡度:1:0.000墙趾悬挑长DL: 1.000(m)墙趾跟部高DH:0.820(m)墙趾端部高DH0:0.820(m)墙踵悬挑长DL1: 1.600(m)墙踵跟部高DH1:0.660(m)墙踵端部高DH2:0.500(m)加腋类型:背坡加腋背坡腋宽YB2: 2.100(m)背坡腋高YH2: 3.020(m)设防滑凸榫防滑凸榫尺寸BT1:1:0.000(m)防滑凸榫尺寸BT:0.500(m)防滑凸榫尺寸HT:0.180(m)防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000【无经验时取1.0】防滑凸榫容许弯曲拉应力:0.500(MPa)【铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2001)P7(纸版3.1.3-2)】防滑凸榫容许剪应力:0.990(MPa)钢筋合力点到外皮距离:60(mm)【保护层+钢筋合力点到钢筋边缘距离】墙趾埋深:0.82(m)三、坡线土柱:坡面线段数:2折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数1 3.0000.000027.830-5.2200坡面起始距墙顶距离:0.600(m)地面横坡角度:0.000(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙内侧常年水位标高:-1.820(m)挡墙外侧常年水位标高:-3.820(m)浮力矩是否作为倾覆力矩加项:是钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)四、物理参数:挡土墙类型:浸水地区挡土墙墙后填土内摩擦角:35.000(度)【04J008《挡土墙》P13(纸版13)】墙后填土粘聚力:0.000(kPa)【支挡结构设计手册(第二版)P38(纸版29)】墙后填土容重:19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:20.000(度)【支挡结构设计手册(第二版)P39(纸版30)】地基土容重:18.000(kN/m3)【查看上面土的主要物理力学指标参考值】修正后地基土容许承载力:300.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.5墙踵值提高系数: 1.5平均值提高系数: 1.5墙底摩擦系数:0.350【公路路基设计手册(第二版)P231(纸版592)】地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:35.000(度)【支挡结构设计手册(第二版)P37(纸版28)】墙后填土浮容重:10.000(kN/m3)地基浮力系数:0.700【公路路基设计手册(第二版)P255(纸版739)】土压力计算方法:库仑混凝土墙体容重:25.000(kN/m3)混凝土强度等级:C25纵筋级别:HRB335抗剪腹筋等级:HRB335裂缝计算钢筋直径:20(mm)裂缝控制宽度:0.4【GB50010-2010混凝土结构设计规范P24(纸版3.4.5)】地基土内摩擦系数:0.5【公路路基设计手册(第二版)P231(纸版593)】钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)注意:墙身内力配筋计算时,各种作用力采用的分项(安全)系数为:重力不利时= 1.200重力有利时= 1.000主动土压力= 1.200静水压力= 1.000扬压力= 1.200地震力= 1.000=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为 5.820(m)处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角:15.440(度)Ea=115.992Ex=44.490Ey=107.121(kN)作用点高度Zy=2.047(m)因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在:第2破裂角=30.779(度)第1破裂角=15.420(度)Ea=108.710Ex=44.599Ey=99.140(kN)作用点高度Zy=2.051(m)墙身截面积=9.801(m2)重量=245.025kN地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:18.43-11.61-0.97-5.18墙背坡侧:-76.83-90.19 2.57-4.51墙底面:-0.00112.42 1.56-5.82整个墙踵上的土重=70.647(kN)重心坐标(1.535,-2.722)(相对于墙面坡上角点)墙踵悬挑板上的土重=13.002(kN)重心坐标(2.828,-4.527)(相对于墙面坡上角点)墙趾板上的土重= 3.780(kN)相对于趾点力臂=0.500(m))(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.350采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基础底面宽度B= 5.500(m)墙身重力的力臂Zw= 2.214(m)Ey的力臂Zx= 4.278(m)Ex的力臂Zy= 2.051(m)作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面合力作用点距离墙趾点的距离Zn= 2.529(m)基础底压应力:墙趾=92.040凸榫前沿=92.040墙踵=56.312(kPa)凸榫前沿被动土压力=339.643(kPa)凸榫抗弯强度验算:凸榫抗弯强度验算满足:弯曲拉应力=132.053<=500.000(kPa)凸榫抗剪强度验算:凸榫抗剪强度验算满足:剪应力=122.271<=990.000(kPa)凸榫设计宽度为:0.257(m)滑移力=102.999(kN)抗滑力=203.924(kN)滑移验算满足:Kc= 1.980> 1.150(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw= 2.214(m)相对于墙趾点,墙踵上土重的力臂Zw1= 3.035(m)相对于墙趾点,墙趾上土重的力臂Zw2=0.500(m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx= 4.278(m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy= 2.051(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=151.040(kN-m)抗倾覆力矩=1182.886(kN-m)倾覆验算满足:K0=7.832> 1.400(三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.221(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn= 2.529(m)基底压应力:趾部=92.040踵部=56.312(kPa)最大应力与最小应力之比=92.040/56.312= 1.634==========================================================================================================================================【水工挡土墙设计规范SL379-2007P14(纸版6.3.1)】表6.3.1挡土墙基底应力最大值与最小值之比的允许值地基土质荷载组合基本组合特殊组合松软 1.50 2.00中等坚实 2.00 2.50坚实 2.50 3.00注:对于地震区的挡土墙,其基底应力最大值与最小值之比的允许值可按列表数值适当增大==========================================================================================================================================作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.221<=0.167*5.500=0.918(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=92.040<=450.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=56.312<=450.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=74.176<=450.000(kPa)(四)墙趾板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.221(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn= 2.529(m)基础底压应力:趾点=92.040踵点=56.312(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力=469.202(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1181.239(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.232(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn= 2.518(m)基础底压应力:趾点=106.942踵点=63.677(kPa)[趾板根部]截面高度:H'=0.820(m)截面剪力:Q=78.729(kN)截面抗剪验算满足,不需要配抗剪腹筋截面弯矩:M=40.020(kN-m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.02%<Us_min=0.20%抗弯受拉筋:As=1640(mm2)截面弯矩:M(标准值)=32.797(kN-m)最大裂缝宽度为:0.016(mm)。
理正岩土学习-挡土墙

常见问题挡土墙1.“圬工之间摩擦系数”意义,如何取值?答:用于挡墙截面验算,反应圬工间的摩阻力大小。
取值与圬工种类有关,一般采用0.4(主要组合)~0.5(附加组合),该值取自《公路设计手册》第603页。
2.“地基土的粘聚力”意义,如何取值?答:整体稳定验算时滑移面所在地基土的粘聚力,由地勘报告得到。
3.“墙背与墙后填土摩擦角”意义,如何取值?答:用于土压力计算。
影响土压力大小及作用方向。
取值由墙背粗糙程度和填料性质及排水条件决定,无试验资料时,参见相关资料《公路路基手册》591页,具体内容如下:墙背光滑、排水不良时:δ=0;混凝土墙身时:δ=(0~1/2)φ一般情况、排水良好的石砌墙身:δ=(1/2~2/3)φ台阶形的石砌墙背、排水良好时:δ=2/3φ第二破裂面或假象墙背时:δ=φ4.“墙底摩擦系数”意义,如何取值?答:用于滑移稳定验算。
5.“地基浮力系数”如何取值?答:该参数只在公路行业《公路路基手册》中有定义表格,其他行业可直接取1.0,具体《公路路基手册》定义表格如下:6.“地基土的内摩擦角”意义,如何取值?答:用于防滑凸榫前的被动土压力计算,影响滑移稳定验算;从勘察报告中取得。
7.“圬工材料抗力分项系数”意义,如何取值?答:按《公路路基设计规范》JTG D30-2004,采用极限状态法验算挡墙构件正截面强度和稳定时用材料抗力分项系数,8.“地基土摩擦系数”意义,如何取值?答:用于倾斜基底时土的抗滑移计算。
参见《公路路基手册》P593表3-3-3。
见下表。
9.挡土墙的地面横坡角度应怎么取?坡度,一般土压力只考虑岩石以上的那部分土压力,也可根据经验来给。
如挡土墙后为土,地面横坡角度一般根据经验来给,如无经验,可给0(土压力最大)。
10.浸水挡墙的土压力与非浸水挡墙有何区别?答:浸水挡墙验算时,水压力的影响主要表现在两个方面:首先,用库伦理论计算土压力时破坏楔体要考虑水压力的作用。
计算破坏楔体时,有水的情况和无水的情况时计算原理是一样的,只是浸水部分土体采用浮重度。
《挡土墙设计和计算》课件

改进措施:加强挡土墙的防 水处理,防止渗水
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挡土墙的施工方法和技术要求
技术要求:包括墙体强度、 稳定性、耐久性等方面的要 求
施工注意事项:包括施工安 全、环境保护等方面的注意
事项
施工方法:包括开挖、回填、 夯实、砌筑等步骤
监测方法:包括位移监测、 应力监测、渗流监测等方法
挡土墙的施工质量控制和验收
施工前准备:检查材料、设备、人员等是否符合要求
素确定
挡土墙图纸绘制:根据 设计原则和流程绘制挡 土墙图纸,包括挡土墙 结构、尺寸、材料等
挡土墙的荷载分析和计算
荷载类型:包括土压力、水压力、自重等 荷载计算方法:采用极限平衡法、有限元法等 荷载组合:考虑各种可能的荷载组合情况 计算软件:使用专业软件进行计算,如SAP2000、Midas等
挡土墙的稳定性标准:根据 工程地质、水文地质、环境 条件等因素制定
挡土墙的稳定性计算方法: 采用极限平衡法、有限元法
等方法进行计算
挡土墙的稳定性要求:满足 抗滑移、抗倾覆、抗剪切等 力学性能要求
挡土墙的稳定性检验:通过 现场监测、模型试验等方式
进行检验和评估
挡土墙的抗滑稳定性计算
抗滑稳定性计算方法:采用 极限平衡法、有限元法等
监测方法: 采用仪器监 测和人工监 测相结合的
方式
维护措施: 根据监测结 果采取相应 的维护措施, 如增加支撑、
加固等
安全措施: 确保施工和 监测过程中 的安全,如 设置安全警 示标志、配 备安全防护
设备等
挡土墙工程实例分析
章节副标题
实际工程中挡土墙的设计和计算案例
工程背景:某高速公路路基边坡防护工程 挡土墙类型:重力式挡土墙 设计参数:墙高、墙厚、墙底宽度、墙顶宽度等 计算方法:采用极限平衡法进行稳定性计算 施工工艺:采用预制构件现场拼装施工 工程效果:挡土墙稳定可靠,有效保护了路基边坡安全
挡土墙计算理正岩土-PPT

25,见《公路工程抗震规范》;水平地震作用沿墙高得分布图形:根据墙高与工程等
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:当无资料时,计算挡土墙结构得重力时, 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:
5) 垫层:垫层比较薄时,可不考虑垫层。
不影响结构计算得部分可忽略,如 碎石倒滤层、排水孔、比较薄得垫 层、灌砌块石等可忽略不计
3建 立 模 型
墙身尺寸:
墙身高 :不包括基础部分;
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:墙趾最多两阶;墙趾台阶与墙面坡 得坡度可以相同;墙踵最多一阶;
挡土墙计算理正岩土
内容概要
1 挡土墙简介 2 模型简化 3 建立模型
1挡 土 墙 简 介
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: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 臂挡土墙与装配式扶壁挡土墙;
3建 立 模 型
坡线土柱:
附加集中力:用于模拟作用在挡土墙上得其她外力; 加入等效墙前被动土压力,可根据交互得墙身高度 与墙前土体得物理参数计算出被动土压力;作用点 得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得外力;就是 否为被动土压力,需要计算时选择“就是”,对结 构有利时取荷载得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),此处得公式,指得就是滑移与倾覆安全系数得 计算公式。
理正岩土5_11计算挡墙参数选择

一、安全系数:1)滑动稳定安全系数【水工挡土墙设计规范,P9(纸版3.2.7)】2)倾覆稳定安全系数【水工挡土墙设计规范,P10(纸版3.2.12)】3)基地偏心距容许值:土质地基B/6,岩石地基B/5,坚硬岩质地基B/4;抗震设计有用户定义。
4)截面偏心距容许值:计算荷载取0.25B,验算荷载取0.3B;抗震设计时取0.4B。
5)抗震设计时材料强度放大系数:(抗压:1.5);(抗拉:1.5);(抗剪:1.5)。
荷载系数:重力不利时分项系数:1.2重力有利时分项系数:1.0【06G112建筑结构设计常用数据P26(纸版25)】主动土压力分项系数:1.2静水压力分项系数:1.0扬压力分项系数:1.2【混凝土重力坝设计规范DL5108-1999P29(纸版29)】地震力分项系数:1.0二、墙身尺寸输入:墙身高: 5.820(m)墙顶宽:0.300(m)面坡倾斜坡度:1:0.100背坡倾斜坡度:1:0.000墙趾悬挑长DL: 1.000(m)墙趾跟部高DH:0.820(m)墙趾端部高DH0:0.820(m)墙踵悬挑长DL1: 1.600(m)墙踵跟部高DH1:0.660(m)墙踵端部高DH2:0.500(m)加腋类型:背坡加腋背坡腋宽YB2: 2.100(m)背坡腋高YH2: 3.020(m)设防滑凸榫防滑凸榫尺寸BT1:1:0.000(m)防滑凸榫尺寸BT:0.500(m)防滑凸榫尺寸HT:0.180(m)防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000【无经验时取1.0】防滑凸榫容许弯曲拉应力:0.500(MPa)【铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2001)P7(纸版3.1.3-2)】防滑凸榫容许剪应力:0.990(MPa)钢筋合力点到外皮距离:60(mm)【保护层+钢筋合力点到钢筋边缘距离】墙趾埋深:0.82(m)三、坡线土柱:坡面线段数:2折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数1 3.0000.000027.830-5.2200坡面起始距墙顶距离:0.600(m)地面横坡角度:0.000(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙内侧常年水位标高:-1.820(m)挡墙外侧常年水位标高:-3.820(m)浮力矩是否作为倾覆力矩加项:是钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)四、物理参数:挡土墙类型:浸水地区挡土墙墙后填土内摩擦角:35.000(度)【04J008《挡土墙》P13(纸版13)】墙后填土粘聚力:0.000(kPa)【支挡结构设计手册(第二版)P38(纸版29)】墙后填土容重:19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:20.000(度)【支挡结构设计手册(第二版)P39(纸版30)】地基土容重:18.000(kN/m3)【查看上面土的主要物理力学指标参考值】修正后地基土容许承载力:300.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.5墙踵值提高系数: 1.5平均值提高系数: 1.5墙底摩擦系数:0.350【公路路基设计手册(第二版)P231(纸版592)】地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:35.000(度)【支挡结构设计手册(第二版)P37(纸版28)】墙后填土浮容重:10.000(kN/m3)地基浮力系数:0.700【公路路基设计手册(第二版)P255(纸版739)】土压力计算方法:库仑混凝土墙体容重:25.000(kN/m3)混凝土强度等级:C25纵筋级别:HRB335抗剪腹筋等级:HRB335裂缝计算钢筋直径:20(mm)裂缝控制宽度:0.4【GB50010-2010混凝土结构设计规范P24(纸版3.4.5)】地基土内摩擦系数:0.5【公路路基设计手册(第二版)P231(纸版593)】钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)注意:墙身内力配筋计算时,各种作用力采用的分项(安全)系数为:重力不利时= 1.200重力有利时= 1.000主动土压力= 1.200静水压力= 1.000扬压力= 1.200地震力= 1.000=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为 5.820(m)处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角:15.440(度)Ea=115.992Ex=44.490Ey=107.121(kN)作用点高度Zy=2.047(m)因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在:第2破裂角=30.779(度)第1破裂角=15.420(度)Ea=108.710Ex=44.599Ey=99.140(kN)作用点高度Zy=2.051(m)墙身截面积=9.801(m2)重量=245.025kN地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:18.43-11.61-0.97-5.18墙背坡侧:-76.83-90.19 2.57-4.51墙底面:-0.00112.42 1.56-5.82整个墙踵上的土重=70.647(kN)重心坐标(1.535,-2.722)(相对于墙面坡上角点)墙踵悬挑板上的土重=13.002(kN)重心坐标(2.828,-4.527)(相对于墙面坡上角点)墙趾板上的土重= 3.780(kN)相对于趾点力臂=0.500(m))(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.350采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基础底面宽度B= 5.500(m)墙身重力的力臂Zw= 2.214(m)Ey的力臂Zx= 4.278(m)Ex的力臂Zy= 2.051(m)作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面合力作用点距离墙趾点的距离Zn= 2.529(m)基础底压应力:墙趾=92.040凸榫前沿=92.040墙踵=56.312(kPa)凸榫前沿被动土压力=339.643(kPa)凸榫抗弯强度验算:凸榫抗弯强度验算满足:弯曲拉应力=132.053<=500.000(kPa)凸榫抗剪强度验算:凸榫抗剪强度验算满足:剪应力=122.271<=990.000(kPa)凸榫设计宽度为:0.257(m)滑移力=102.999(kN)抗滑力=203.924(kN)滑移验算满足:Kc= 1.980> 1.150(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw= 2.214(m)相对于墙趾点,墙踵上土重的力臂Zw1= 3.035(m)相对于墙趾点,墙趾上土重的力臂Zw2=0.500(m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx= 4.278(m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy= 2.051(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=151.040(kN-m)抗倾覆力矩=1182.886(kN-m)倾覆验算满足:K0=7.832> 1.400(三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.221(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn= 2.529(m)基底压应力:趾部=92.040踵部=56.312(kPa)最大应力与最小应力之比=92.040/56.312= 1.634==========================================================================================================================================【水工挡土墙设计规范SL379-2007P14(纸版6.3.1)】表6.3.1挡土墙基底应力最大值与最小值之比的允许值地基土质荷载组合基本组合特殊组合松软 1.50 2.00中等坚实 2.00 2.50坚实 2.50 3.00注:对于地震区的挡土墙,其基底应力最大值与最小值之比的允许值可按列表数值适当增大==========================================================================================================================================作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.221<=0.167*5.500=0.918(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=92.040<=450.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=56.312<=450.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=74.176<=450.000(kPa)(四)墙趾板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.221(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn= 2.529(m)基础底压应力:趾点=92.040踵点=56.312(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力=469.202(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1181.239(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.232(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn= 2.518(m)基础底压应力:趾点=106.942踵点=63.677(kPa)[趾板根部]截面高度:H'=0.820(m)截面剪力:Q=78.729(kN)截面抗剪验算满足,不需要配抗剪腹筋截面弯矩:M=40.020(kN-m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.02%<Us_min=0.20%抗弯受拉筋:As=1640(mm2)截面弯矩:M(标准值)=32.797(kN-m)最大裂缝宽度为:0.016(mm)。
理正岩土5_11计算挡墙参数选择

一、安全系数:1)滑动稳定安全系数【水工挡土墙设计规范,P9(纸版3.2.7)】2)倾覆稳定安全系数【水工挡土墙设计规范,P10(纸版3.2.12)】3)基地偏心距容许值:土质地基B/6,岩石地基B/5,坚硬岩质地基B/4;抗震设计有用户定义。
4)截面偏心距容许值:计算荷载取0.25B,验算荷载取0.3B;抗震设计时取0.4B。
5)抗震设计时材料强度放大系数:(抗压:1.5);(抗拉:1.5);(抗剪:1.5)。
荷载系数:重力不利时分项系数:1.2重力有利时分项系数:1.0【06G112建筑结构设计常用数据P26(纸版25)】主动土压力分项系数:1.2静水压力分项系数:1.0扬压力分项系数:1.2【混凝土重力坝设计规范DL5108-1999P29(纸版29)】地震力分项系数:1.0二、墙身尺寸输入:墙身高: 5.820(m)墙顶宽:0.300(m)面坡倾斜坡度:1:0.100背坡倾斜坡度:1:0.000墙趾悬挑长DL: 1.000(m)墙趾跟部高DH:0.820(m)墙趾端部高DH0:0.820(m)墙踵悬挑长DL1: 1.600(m)墙踵跟部高DH1:0.660(m)墙踵端部高DH2:0.500(m)加腋类型:背坡加腋背坡腋宽YB2: 2.100(m)背坡腋高YH2: 3.020(m)设防滑凸榫防滑凸榫尺寸BT1:1:0.000(m)防滑凸榫尺寸BT:0.500(m)防滑凸榫尺寸HT:0.180(m)防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000【无经验时取1.0】防滑凸榫容许弯曲拉应力:0.500(MPa)【铁路路基支挡结构设计规范》(TB10025-2001)P7(纸版3.1.3-2)】防滑凸榫容许剪应力:0.990(MPa)钢筋合力点到外皮距离:60(mm)【保护层+钢筋合力点到钢筋边缘距离】墙趾埋深:0.82(m)三、坡线土柱:坡面线段数:2折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数1 3.0000.000027.830-5.2200坡面起始距墙顶距离:0.600(m)地面横坡角度:0.000(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙内侧常年水位标高:-1.820(m)挡墙外侧常年水位标高:-3.820(m)浮力矩是否作为倾覆力矩加项:是钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)四、物理参数:挡土墙类型:浸水地区挡土墙墙后填土内摩擦角:35.000(度)【04J008《挡土墙》P13(纸版13)】墙后填土粘聚力:0.000(kPa)【支挡结构设计手册(第二版)P38(纸版29)】墙后填土容重:19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:20.000(度)【支挡结构设计手册(第二版)P39(纸版30)】地基土容重:18.000(kN/m3)【查看上面土的主要物理力学指标参考值】修正后地基土容许承载力:300.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.5墙踵值提高系数: 1.5平均值提高系数: 1.5墙底摩擦系数:0.350【公路路基设计手册(第二版)P231(纸版592)】地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:35.000(度)【支挡结构设计手册(第二版)P37(纸版28)】墙后填土浮容重:10.000(kN/m3)地基浮力系数:0.700【公路路基设计手册(第二版)P255(纸版739)】土压力计算方法:库仑混凝土墙体容重:25.000(kN/m3)混凝土强度等级:C25纵筋级别:HRB335抗剪腹筋等级:HRB335裂缝计算钢筋直径:20(mm)裂缝控制宽度:0.4【GB50010-2010混凝土结构设计规范P24(纸版3.4.5)】地基土内摩擦系数:0.5【公路路基设计手册(第二版)P231(纸版593)】钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》(GB50010--2002)注意:墙身内力配筋计算时,各种作用力采用的分项(安全)系数为:重力不利时= 1.200重力有利时= 1.000主动土压力= 1.200静水压力= 1.000扬压力= 1.200地震力= 1.000=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为 5.820(m)处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角:15.440(度)Ea=115.992Ex=44.490Ey=107.121(kN)作用点高度Zy=2.047(m)因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面存在:第2破裂角=30.779(度)第1破裂角=15.420(度)Ea=108.710Ex=44.599Ey=99.140(kN)作用点高度Zy=2.051(m)墙身截面积=9.801(m2)重量=245.025kN地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:18.43-11.61-0.97-5.18墙背坡侧:-76.83-90.19 2.57-4.51墙底面:-0.00112.42 1.56-5.82整个墙踵上的土重=70.647(kN)重心坐标(1.535,-2.722)(相对于墙面坡上角点)墙踵悬挑板上的土重=13.002(kN)重心坐标(2.828,-4.527)(相对于墙面坡上角点)墙趾板上的土重= 3.780(kN)相对于趾点力臂=0.500(m))(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.350采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基础底面宽度B= 5.500(m)墙身重力的力臂Zw= 2.214(m)Ey的力臂Zx= 4.278(m)Ex的力臂Zy= 2.051(m)作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面合力作用点距离墙趾点的距离Zn= 2.529(m)基础底压应力:墙趾=92.040凸榫前沿=92.040墙踵=56.312(kPa)凸榫前沿被动土压力=339.643(kPa)凸榫抗弯强度验算:凸榫抗弯强度验算满足:弯曲拉应力=132.053<=500.000(kPa)凸榫抗剪强度验算:凸榫抗剪强度验算满足:剪应力=122.271<=990.000(kPa)凸榫设计宽度为:0.257(m)滑移力=102.999(kN)抗滑力=203.924(kN)滑移验算满足:Kc= 1.980> 1.150(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw= 2.214(m)相对于墙趾点,墙踵上土重的力臂Zw1= 3.035(m)相对于墙趾点,墙趾上土重的力臂Zw2=0.500(m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx= 4.278(m)相对于墙趾点,Ex的力臂Zy= 2.051(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=151.040(kN-m)抗倾覆力矩=1182.886(kN-m)倾覆验算满足:K0=7.832> 1.400(三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基,验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.221(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn= 2.529(m)基底压应力:趾部=92.040踵部=56.312(kPa)最大应力与最小应力之比=92.040/56.312= 1.634==========================================================================================================================================【水工挡土墙设计规范SL379-2007P14(纸版6.3.1)】表6.3.1挡土墙基底应力最大值与最小值之比的允许值地基土质荷载组合基本组合特殊组合松软 1.50 2.00中等坚实 2.00 2.50坚实 2.50 3.00注:对于地震区的挡土墙,其基底应力最大值与最小值之比的允许值可按列表数值适当增大==========================================================================================================================================作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.221<=0.167*5.500=0.918(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=92.040<=450.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=56.312<=450.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=74.176<=450.000(kPa)(四)墙趾板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力=407.967(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1031.845(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.221(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn= 2.529(m)基础底压应力:趾点=92.040踵点=56.312(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力=469.202(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1181.239(kN-m)基础底面宽度B= 5.500(m)偏心距e=0.232(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn= 2.518(m)基础底压应力:趾点=106.942踵点=63.677(kPa)[趾板根部]截面高度:H'=0.820(m)截面剪力:Q=78.729(kN)截面抗剪验算满足,不需要配抗剪腹筋截面弯矩:M=40.020(kN-m)抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.02%<Us_min=0.20%抗弯受拉筋:As=1640(mm2)截面弯矩:M(标准值)=32.797(kN-m)最大裂缝宽度为:0.016(mm)。
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3建 立 模 型
坡线土柱:
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。
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3-3-21~3-3-22,混凝土材料 可查《铁路路基支挡结构设计规范》(TB 100252006)P6表3.1.3,表格内容如下:
倾斜基底
3建 立 模 型
砌体材料凸榫容许应力表:
注:干砌的容许压应力为表中2.5号砂浆砌体的一半。
3建 立 模 型
混凝土、片石材料凸榫容许应力表:
3建 立 模 型
坡线土柱:
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;
换算土柱:换算方法:(取自《公路路基设计 规范》JTG D30-2004)h=q/γ,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2~10m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;γ—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;
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
3建 立 模 型
墙身尺寸:
墙身高 :不包括基础部分;
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;
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
坡线土柱:
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:
压顶,即墙顶有土: 局部放大
SUCCESS
THANK YOU
201:
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: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0.33φ,砂性土与碎石土可取0.5φ;
理正岩土挡土墙应用
—挡土墙学习篇
二零一五年七月
内容概要
1 挡土墙简介 2 模型简化 3 建立模型
1挡 土 墙 简 介
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: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;
2模 型 简 化
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:
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。
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
挡土墙的13种形式
1挡 土 墙 简 介
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: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:即荷载,公路铁路行业常用的荷载软件已列出; 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:天然基础、钢筋混凝土底板、台阶式、换填式、锚桩式; 整体稳定:瑞典条分法; 荷载组合:荷载组合I、荷载组合II、荷载组合III。
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:
墙后填土粘聚力:根据试验或经验取值;
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;
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: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;
选择浸水挡土墙时,需输入水位参数
3建 立 模 型
物理参数:
挡土墙类型:四种类型,可考虑地震与浸水;
墙后填土类型: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;