挡土墙抗倾覆稳定性验算共22页
挡土墙稳定性验算
中铁五局沪昆铁路客运专线云南段（TJ1标）项目经理部临建挡土墙类型的确定及稳定性验算一、挡土墙类型选择从经济使用的角度出发，结合当地的实际情况，初步确定用于本施工管段内的临建及便道挡土墙类型为石砌重力式挡土墙。
其特点是○1依靠墙身自重抵抗土压力的作用；○2形式简单，取材容易，施工简易。
挡墙根据墙背的倾斜方向，墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线和衡重式几种。
在其他条件相同时，仰斜墙背所承受的土压力比俯斜式小，故其墙身断面亦较俯斜墙背经济。
同时，由于仰斜式墙背的倾斜方向与开挖面边坡方向一致，故开挖量和回填量均比俯斜式墙背小。
综合考虑，在此确定挡墙类型为重力式（仰斜式）挡土墙。
其墙身断面形式如下图所示：重力式挡土墙断面图（扩大基础）重力式挡土墙断面图图中，m=n，且m值宜为0.05~0.30，H=2.0~6.0m，B≥0.5m当地基承载力不足且墙趾处地形平坦时，为减小地基应力和增加抗倾覆稳定性，常采用扩基础。
扩大基础是将墙趾或墙蹱部分加宽成台阶，也可以同时将两侧加宽，以在、增大承压面积，减小基底压力。
台阶宽度一般不小于0.2m 。
台阶高度按加宽部分的抗剪、抗弯和基础材料的扩散角要求确定，高宽比可采用3:2或2:1。
挡墙基础埋置深度：为保证挡土墙的稳定性，必须根据地基的条件，将挡土墙基础埋入地面以下适当深度。
基础埋置深度需满足：○1设置在土质地基上的挡墙，基底埋置深度一般应在天然地面以下1.0m ；受水冲刷时，应在冲刷线以下1.0m 。
○2 设置在石质地基上的挡土墙，应清除表面风化层，当风化层厚难于清除时，可根据风化程度及允许地基承载力，将基础埋置在风化层中，并保证有一定的襟边宽度。
二、 挡土墙稳定性验算挡土墙的设计方法有容许应力法和极限状态法两种。
容许应力法是把结 构材料视为理想的弹性体，在荷载的作用下产生的应力和应变不超过规定的容许值。
极限状态法是根据结构在荷载作用下的工作特征，在容许应力法基础上发展形成的一种方法。
抗倾覆稳定性验算
2 2 五、施工计算1、抗倾覆稳定性验算本工程基坑最深11.0米左右，此处的土为粘性土，可以采用“等值梁法”进行强度验算。
首先进行最小入土深度的确定：首先确定土压力强度等于零的点离挖土面的距离y ，因为在此处的被动土压力等于墙后的主动土压力即： PbK p K a 式中： P b 」土面处挡土结构的主动土压力强度值，按郎肯土压力理论进行计算即 P b 1H 2K a 2cH . K a 2——的重力密度此处取18KN/m K p ---------------- 修正过后的被动土压力系数（挡土结构变形后，挡土结构后的 土破坏棱柱体向下移动，使挡土结构对土产生向上的摩擦力， 从而使挡土结构后 的被动土压力有所减小，因此在计算中考虑支撑结构与土的摩擦作用，将支撑结构的被动土压力乘以修正系数，此处© =28°则K=1.78经计算y=1.5mK p K tg 2 454.93 K a ---------------- 主动土压力系数K a tg 2 45 0.361K p y K a H yP bK a y挡土结构的最小入土深度t o ：t o y xx 可以根据P o 和墙前被动土压力对挡土结构底端的力矩相等来进行计算t o y] _6p ^^2.9m'K p K a 挡土结构下端的实际埋深应位于x 之下，所以挡土结构的实际埋深应为 t K 2 t 0 3.5m （ k 2 经验系数此处取1.2）经计算：根据抗倾覆稳定的验算，36号工字钢需入土深度为3.5米，实际入土 深度为3.7米，故：能满足滑动稳定性的要求2、支撑结构内力验算主动土压力：P a - H 2K a 2cH . K a1被动土压力：P p - H 2K p 2cK p最后一部支撑支在距管顶0.5m 的地方，36b 工字钢所承受的最大剪应力经过计算可知此支撑结构是安全的 3、管涌验算：基坑开挖后，基坑周围打大口井两眼，在进出洞口的位置，可降低I I I经计算kh ———1.25因此此处不会发生管涌现象4、顶力的计算max Q maxS zmax Q maxI x d Szmax *^— 30.3cm, d=12mm 经计算 max max 26.6MP a36b 工字钢所承受的最大正应力max 78.9MP a工程采取注浆减阻的方式来降低顶力。
挡土墙稳定性验算
附件1 滑坡稳定性及挡土墙稳定性验算1、滑坡体工况1稳定性计算计算项目：土层滑坡稳定性计算-自重工况------------------------------------------------------------------------ [计算简图][控制参数]:采用规范: 通用方法计算目标: 安全系数计算滑裂面形状: 圆弧滑动法不考虑地震[坡面信息]坡面线段数 10坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数1 0.000 2.320 02 9.340 1.780 03 3.710 4.880 04 3.030 0.700 05 3.620 2.000 06 3.330 1.000 07 0.590 0.800 08 2.830 0.200 09 3.080 1.000 010 9.780 4.000 0 [土层信息]坡面节点数 11编号 X(m) Y(m)0 0.000 0.000-1 0.000 2.320-2 9.340 4.100-3 13.050 8.980-4 16.080 9.680-5 19.700 11.680-6 23.030 12.680-7 23.620 13.480-8 26.450 13.680-9 29.530 14.680-10 39.310 18.680附加节点数 8编号 X(m) Y(m)1 0.000 -0.8702 7.970 0.0003 27.620 6.4004 39.310 8.0805 4.470 -4.2006 39.310 0.8607 6.540 -4.2008 39.310 0.560不同土性区域数 3区号重度粘结强度节点(kN/m3) (kpa) 编号1 19.000 15.000 ( 0,-1,-2,-3,-4,-5,-6,-7,-8,-9,-10,4,3,2,1,)2 27.000 40.000 ( 1,2,3,4,6,5,)3 15.000 40.000 ( 5,6,8,7,)区号粘聚力内摩擦角(kPa) (度)1 15.000 9.0002 40.000 30.0003 22.000 25.000不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法: Bishop法土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待稳定计算目标: 给定圆心、半径计算安全系数条分法的土条宽度: 2.000(m)圆心X坐标: 2.477(m)圆心Y坐标: 27.926(m)半径: 27.886(m)------------------------------------------------------------------------计算结果:------------------------------------------------------------------------ 滑动圆心 = (2.477,27.926)(m)滑动半径 = 27.886(m)滑动安全系数 = 0.821起始x 终止x 倾角土条宽 Ci φ条实重浮力地震力渗透力附加力附加力下滑力抗滑力 m 超载竖向li X Y 地震力地震力(m) (m) (度) (m) (kPa) (度) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN)----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------0.000 1.868 -3.174 1.871 15.000 9.00 85.17 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 -4.72 42.02 0.98784 0.00 0.001.868 3.736 0.668 1.868 15.000 9.00 99.25 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.16 43.65 1.00217 0.00 0.00 3.736 5.604 4.513 1.874 15.000 9.00 108.88 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 8.57 44.73 1.01200 0.00 0.00 5.604 7.472 8.379 1.889 15.000 9.00 114.02 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 16.61 45.30 1.01729 0.00 0.00 7.472 9.340 12.283 1.912 15.000 9.00 114.56 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 24.37 45.35 1.01794 0.00 0.00 9.340 11.195 16.233 1.932 15.000 9.00 146.35 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 40.91 50.31 1.01379 0.00 0.00 11.195 13.050 20.249 1.978 15.000 9.00 210.77 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 72.95 60.93 1.00462 0.00 0.0013.050 14.565 23.985 1.658 15.000 9.00 192.74 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 78.35 53.70 0.99167 0.00 0.0014.565 16.080 27.443 1.707 15.000 9.00 181.79 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 83.78 52.79 0.97593 0.00 0.0016.080 17.890 31.375 2.120 15.000 9.00 207.90 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 108.24 62.99 0.95371 0.00 0.0017.890 19.700 35.848 2.234 15.000 9.00 200.82 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 117.61 63.88 0.92298 0.00 0.00 19.700 21.365 40.389 2.187 15.000 9.00 165.37 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 107.16 57.75 0.88603 0.00 0.00 21.365 23.030 45.057 2.358 15.000 9.00 132.39 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 93.71 54.55 0.84225 0.00 0.00 23.030 23.620 48.392 0.889 15.000 9.00 41.13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 30.75 19.03 0.80754 0.00 0.00 23.620 25.035 51.648 2.281 15.000 9.00 77.75 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 60.97 43.50 0.77101 0.00 0.0025.035 26.449 56.635 2.573 15.000 9.00 27.53 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 22.99 36.02 0.71027 0.00 0.0026.450 28.406 63.845 4.443 15.000 9.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 47.87 0.61308 0.00 0.00 28.406 30.363 79.205 10.508 15.000 9.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 78.09 0.37584 0.00 0.004 / 30总的下滑力 = 863.406(kN)总的抗滑力 = 708.843(kN)土体部分下滑力 = 863.406(kN)土体部分抗滑力 = 708.843(kN)筋带在滑弧切向产生的抗滑力 = 0.000(kN)筋带在滑弧法向产生的抗滑力= 0.000(kN)2、滑坡体工况二稳定性计算计算项目：土层滑坡稳定性计算-自重+暴雨+地震工况[控制参数]:采用规范: 通用方法计算目标: 安全系数计算滑裂面形状: 圆弧滑动法地震烈度: 7 度水平地震系数: 0.100地震作用综合系数: 0.250地震作用重要性系数: 1.000地震力作用位置: 质心处水平加速度分布类型：矩形[坡面信息] 同1[土层信息] 同1不同土性区域数 3区号重度粘结强度节点(kN/m3) (kpa) 编号1 20.200 15.000 ( 0,-1,-2,-3,-4,-5,-6,-7,-8,-9,-10,4,3,2,1,)2 27.000 40.000 ( 1,2,3,4,6,5,)3 15.000 40.000 ( 5,6,8,7,)区号粘聚力内摩擦角(kPa) (度)1 9.200 7.2002 40.000 30.0003 22.000 25.000不考虑水的作用[计算条件]圆弧稳定分析方法: Bishop法土条重切向分力与滑动方向反向时: 当下滑力对待稳定计算目标: 给定圆心、半径计算安全系数条分法的土条宽度: 2.000(m)圆心X坐标: 2.477(m)圆心Y坐标: 27.926(m)半径: 27.886(m)------------------------------------------------------------------------计算结果:------------------------------------------------------------------------滑动圆心 = (2.477,27.926)(m)滑动半径 = 27.886(m)滑动安全系数 = 0.512起始x 终止x 倾角土条宽 Ci φ条实重浮力地震力渗透力附加力附加力下滑力抗滑力 m 超载竖向li X Y 地震力地震力(m) (m) (度) (m) (kPa) (度) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN) (kN)----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------0.000 1.868 -3.174 1.871 9.200 7.20 90.54 0.00 2.26 0.00 0.00 0.00 -2.85 29.08 0.98489 0.00 0.001.868 3.736 0.668 1.868 9.200 7.20 105.52 0.002.64 0.00 0.00 0.003.73 30.43 1.00279 0.00 0.00 3.736 5.6044.513 1.874 9.200 7.20 115.76 0.00 2.89 0.00 0.00 0.00 11.83 31.27 1.01620 0.00 0.00 5.604 7.472 8.379 1.889 9.200 7.20 121.22 0.00 3.03 0.00 0.00 0.00 20.49 31.65 1.02507 0.00 0.00 7.472 9.340 12.283 1.912 9.200 7.20 121.79 0.00 3.04 0.00 0.00 0.00 28.71 31.56 1.02929 0.00 0.00 9.340 11.195 16.233 1.932 9.2007.20 155.59 0.00 3.89 0.00 0.00 0.00 46.94 35.56 1.02870 0.00 0.00 11.195 13.050 20.249 1.978 9.200 7.20 224.08 0.00 5.60 0.00 0.00 0.00 82.21 44.11 1.02309 0.00 0.0013.050 14.565 23.985 1.658 9.200 7.20 204.91 0.00 5.12 0.00 0.00 0.00 87.36 39.04 1.01336 0.00 0.0014.565 16.080 27.443 1.707 9.200 7.20 193.27 0.00 4.83 0.00 0.00 0.00 92.81 38.05 1.00052 0.00 0.0016.080 17.890 31.375 2.120 9.200 7.20 221.03 0.00 5.53 0.00 0.00 0.00 119.19 45.04 0.98148 0.00 0.0017.890 19.700 35.848 2.234 9.200 7.20 213.50 0.00 5.34 0.00 0.00 0.00 128.80 45.30 0.95422 0.00 0.00 19.700 21.365 40.389 2.187 9.200 7.20 175.81 0.00 4.40 0.00 0.00 0.00 116.86 40.37 0.92060 0.00 0.00 21.365 23.030 45.057 2.358 9.200 7.20 140.75 0.00 3.52 0.00 0.00 0.00 101.85 37.25 0.88002 0.00 0.00 23.030 23.620 48.392 0.889 9.200 7.20 43.72 0.00 1.09 0.00 0.00 0.00 33.35 12.80 0.84743 0.00 0.00 23.620 25.035 51.648 2.281 9.200 7.20 82.66 0.00 2.07 0.00 0.00 0.00 66.00 28.61 0.81285 0.00 0.0025.035 26.449 56.635 2.573 9.200 7.20 29.27 0.00 0.73 0.00 0.00 0.00 24.83 22.04 0.75483 0.00 0.0026.450 28.406 63.845 4.443 9.200 7.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 27.23 0.66097 0.00 0.00 28.406 30.363 79.205 10.508 9.200 7.20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 42.03 0.42824 0.00 0.007 / 30总的下滑力 = 962.091(kN)总的抗滑力 = 492.721(kN)土体部分下滑力 = 962.091(kN)土体部分抗滑力 = 492.721(kN)3、现有重力式挡土墙稳定性验算[执行标准：公路]计算项目：现有重力式挡土墙稳定性验算------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 2.500(m)墙顶宽: 0.400(m)面坡倾斜坡度: 1:0.000背坡倾斜坡度: 1:0.100采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.300(m)墙趾台阶h1: 0.500(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: 0.100:1物理参数:圬工砌体容重: 23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数: 0.400地基土摩擦系数: 0.650墙身砌体容许压应力: 800.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 110.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 80.000(kPa)材料抗压极限强度: 2.500(MPa)材料抗力分项系数: 2.310系数醩: 0.0020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: 19.500(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 15.000(度)地基土容重: 19.500(kN/m3)地基土浮容重: 10.000(kN/m3)修正后地基承载力特征值: 200.000(kPa)地基承载力特征值提高系数:墙趾值提高系数: 1.200墙踵值提高系数: 1.300平均值提高系数: 1.000墙底摩擦系数: 0.650地基土类型: 坚硬岩石地基地基土内摩擦角: 30.000(度)地基土粘聚力: 10.000(kPa)土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 9折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 0.000 0.000 02 9.340 1.780 03 3.710 4.880 04 3.030 0.700 05 3.620 2.000 06 3.330 1.000 07 0.590 0.800 08 2.830 0.200 09 3.080 1.000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 0.000(度)填土对横坡面的摩擦角: 15.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)计算参数:稳定计算目标: 给定圆心,半径计算安全系数圆心X坐标: 2.477(m)圆心Y坐标: 25.926(m)半径: 27.886(m)筋带对稳定的作用: 筋带力沿圆弧切线===================================================================== 第 1 种情况: 组合1=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数 = 1.000 √3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数 = 1.000 √4. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 ×=============================================[土压力计算] 计算高度为 2.596(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 34.650(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角： 34.650(度)Ea=26.207(kN) Ex=24.513(kN) Ey=9.268(kN) 作用点高度 Zy=0.865(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不存在墙身截面积 = 1.508(m2) 重量 = 34.686 (kN)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.650采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度 = 5.711 (度)Wn = 34.514(kN) En = 11.661(kN) Wt = 3.451(kN) Et = 23.469(kN) 滑移力= 20.018(kN) 抗滑力= 30.014(kN)= 1.499 > 1.300滑移验算满足: Kc滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 = 12.647(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 24.513(kN) 抗滑力= 29.154(kN)= 1.189 <= 1.300地基土层水平向: 滑移验算不满足: Kc2(二) 倾覆稳定性验算= 0.528 (m)相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw= 0.873 (m)相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx= 0.769 (m)相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 18.859(kN-m) 抗倾覆力矩= 26.406(kN-m)= 1.400 <= 1.500倾覆验算不满足: K倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值 = 3.884(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力 = 46.175(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=7.547(kN-m)基础底面宽度 B = 0.964 (m) 偏心距 e = 0.319(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.163(m)基底压应力: 趾部=188.338 踵部=0.000(kPa)作用于基底的合力偏心距验算不满足: e=0.319 > 0.250*0.964 = 0.241(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=188.338 <= 240.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 <= 260.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=47.880 <= 200.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五) 墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积 = 1.463(m2) 重量 = 33.638 (kN)= 0.525 (m) 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw= 0.873 (m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Z= 0.769 (m)y[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 42.905(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=6.880(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.160(m)截面宽度 B = 0.950 (m) 偏心距 e1 = 0.315(m)截面上偏心距验算不满足: e1= 0.315 > 0.250*0.950 = 0.237(m) 截面上压应力: 面坡=134.916 背坡=-44.589(kPa)压应力验算满足: 计算值= 134.916 <= 800.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 44.589 <= 110.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 7.738 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 42.905(kN)轴心力偏心影响系数醟 = 0.416挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 0.950(m2)材料抗压极限强度Ra = 2500.000(kpa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬 = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮 = 0.938计算强度时:强度验算满足: 计算值= 42.905 <= 427.391(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 42.905 <= 401.066(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 2.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 34.650(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角： 34.650(度)Ea=15.555(kN) Ex=14.550(kN) Ey=5.501(kN) 作用点高度 Zy=0.667(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不存在 [强度验算]验算截面以上，墙身截面积 = 1.000(m2) 重量 = 23.000 (kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 0.253 (m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 0.533 (m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 0.667 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 28.501(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=-0.939(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = -0.033(m)截面宽度 B = 0.600 (m) 偏心距 e1 = 0.333(m)截面上偏心距验算不满足: e1= 0.333 > 0.250*0.600 = 0.150(m)截面上压应力: 面坡=205.664 背坡=-110.661(kPa)压应力验算满足: 计算值= 205.664 <= 800.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 110.661 > 110.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 5.249 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 28.501(kN)轴心力偏心影响系数醟 = -0.277挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 0.600(m2)材料抗压极限强度Ra = 2500.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬 = 2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮 = 0.775不合理：轴心力偏心影响系数醟<0，所得结果将没有意义!计算强度时:强度验算不满足: 计算值= 28.501 > -180.112(kN)计算稳定时:稳定验算不满足: 计算值= 28.501 > -139.646(kN) (七) 整体稳定验算圆心: (2.47700,25.92600)半径 = 27.88600(m)安全系数 = 1001.000总的下滑力 = 0.000(kN)总的抗滑力 = 0.000(kN)土体部分下滑力 = 0.000(kN)土体部分抗滑力 = 0.000(kN)筋带的抗滑力 = 0.000(kN)整体稳定验算满足: 最小安全系数=1001.000 >= 1.250================================================= 各组合最不利结果=================================================(一) 滑移验算安全系数最不利为：组合1(组合1)抗滑力 = 30.014(kN),滑移力 = 20.018(kN)。
《挡土墙稳定性验算》课件
设计方法
2
进行稳定性分析。
根据特定要求和参数选择合适的设计
方法。
3
相关公式
应用相关公式计算挡土墙的稳定性参
稳定性分析过程
介绍一个实际挡土墙工程案例。
详细分析该案例中的挡土墙稳 定性。
结果分析
分析挡土墙稳定性验算结果的 意义。
常见错误与注意事项
常见错误
包括参数设定错误、忽略土壤水分等因素。
分类
按材料可分为砌石挡土墙、混凝土挡土墙等；按结构可分为重力式、排土式等。
挡土墙的稳定性问题
1 滑动稳定性
挡土墙在地震或外力作用下是否会滑动。
2 翻转稳定性
挡土墙是否会因顶部倾覆而失去稳定性。
3 坍塌稳定性
挡土墙是否会失稳并发生坍塌。
挡土墙稳定性验算方法
1
稳定性分析理论
使用各种力学和土力学理论对挡土墙
注意事项
应注意材料选择、基础处理和监测数据的收 集。
总结与展望
学习成果总结
总结挡土墙稳定性验算的重要内容和方法。
未来展望
展望挡土墙稳定性验算在工程实践中的未来发 展。
《挡土墙稳定性验算》 PPT课件
本课件介绍挡土墙稳定性验算的基本原理和方法。从挡土墙的定义、功能和 分类开始，进而讨论稳定性问题和验算方法。通过案例分析，总结常见错误 和注意事项，并展望未来发展。
什么是挡土墙？
定义
挡土墙是一种用于控制土壤和水体运动的土木结构。
功能
主要功能包括防止土壤侵蚀、保护道路和建筑、创造平整用地。
挡土墙抗倾覆稳定性验算
其中，
称为库仑主动土压力系数，由上式见，库仑主动土压力系数与 内摩擦角φ，墙背倾角ε，外摩擦角δ，以及填土面倾角β有关， 参见P182表9---1。
数，因此，被动土压力强度pp=γzKp，沿墙高仍呈三角形分布， 合力作用点在墙高1/3处，EP的作用方向与墙背法线成δ角， 在外法线的下侧。
三、挡土墙稳定性验算
1．挡土墙抗倾覆稳定性验算
图（a）表示一具有倾斜基底的挡土墙，设在挡土墙自重G和 主动土压力Ea作用下，可能绕墙趾O点倾覆，抗倾覆力矩与倾 覆力矩之比称为抗倾覆安全系数Kt
当挡土墙在外力作用下推向土体时，墙后填土作用在填背上的 压力随之增大，当位移量达到一定值时，填土中出现过墙踵的 滑动面BC，形成三角形土楔体，此时，土体处于极限平衡状
态。
此时土楔ABC在自重G、反力R及E三力作用下静力平衡，与 主动平衡状态相反，R和E的方向均处于相应法线的上方，三 力构成一闭合力矢三角形。
第十二讲 土压力
-------库伦理论
§ 库仑土压力理论
一、假设
（1）当墙后填土达到极限平衡状态 时，其滑动面为一平面；
（2）填土面为坡角β的平面，且无超载；
（3）墙后填土为C=0的无粘性均质土体；
（4）墙背粗糙，有摩擦力，墙与土的摩
擦角为δ（称为外摩擦角）；
Charles- Auguste de
其中：
式中：μ—— 挡土墙基底对地基的摩擦系数 若验算结果不能满足上式要求时，可采取下列措施： （1）增大挡土墙断面尺寸，增加墙身自重以增大抗滑力； （2）在挡土墙基底铺砂石垫层，提高摩擦系数μ，增大抗滑力； （3）将挡土墙基底做成逆坡，利用滑动面上部分反力抗滑； （4）在墙踵后加钢筋混凝土拖板，利用拖板上的填土自重增大
浅谈挡土墙稳定性验算
浅谈挡土墙稳定性验算摘要根据实际铁路设计路基工点，介绍了挡土墙稳定性验算,即抗滑稳定性验算、抗倾覆稳定性验算、基底应力及合力偏心距验算。
关键词挡土墙;稳定性;验算0 引言在铁路工程中，经常用挡土墙来支挡上下高差的土体，而重力式挡土墙是用得较多的一种形式。
它的作用影响着铁路工程的建设投资和运营效益。
挡土墙的设计往往是路基设计工作的重点。
某新建环形专用线位于内蒙古自治区准格尔旗哈镇川谷地上，DK8+217～DK8+640段落位于低中山区，地形起伏较大，工点长423m。
线路在此以深路堑通过。
由于边坡高度较高，需用重力式挡土墙对路堑进行支挡防护，并且对挡土墙的稳定性进行验算。
图1 挡土墙横断面1 工程概况工点位于低中山区，地形起伏较大。
地面高程一般在1110～1140m之间。
线路在此以深路堑通过，路堑边坡最大高度约61m。
工点范围内地层为第四系上更新统冲风积层砂质黄土；下伏侏罗系下统砂岩、泥岩。
地震动峰值加速度0.05g （相当于地震基本烈度六度）。
土壤最大冻结深度1.7m。
工点范围内特殊岩土为膨胀性泥岩和砂质黄土。
泥岩：具弱膨胀性，自由膨胀率43%～53%；砂质黄土：具湿陷性。
湿陷系数0.024～0.044，湿陷层厚度约7.0m，场地属Ⅱ级自重湿陷性场地。
勘测期间勘探深度内未见地下水。
工点范围内无不良地质发育。
2 工程措施DK8+260～DK8+640段右侧路堑边坡设置路堑挡土墙，墙高6～8m，挡土墙胸坡、背坡坡率均采用1:0.25，基础埋深1.5m，挡土墙采用C25片石混凝土浇筑。
挡墙设计参数：挡墙设计参数：φ=30°，f=0.3，γ=19kN/m3，[σ]=300kPa。
挡墙以上一级、二级、三级、五级堑坡采用框架锚杆护坡防护。
3 挡土墙稳定性验算对于重力式挡土墙，稳定性往往是设计中的控制因素。
挡土墙的稳定性包括抗滑稳定性和抗倾覆稳定性两方面。
3.1抗滑移稳定性验算挡土墙的抗滑稳定性是指在土压力和其他外荷载的作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力，用抗滑稳定系数Kc表示，即用于挡土墙最大可能的抗滑力与实际滑动力之比。
挡土墙稳定性验算.doc 文档全文预览
挡土墙稳定性验算.doc 文档全文预览范本一：挡土墙稳定性验算.doc1. 引言本文档旨在对挡土墙的稳定性进行验算，以确保挡土墙在承受土压力时能够保持稳定。
挡土墙是土木工程中常用的一种结构，主要用于防止土体滑坡、坍塌等现象的发生。
验算挡土墙的稳定性是设计和施工过程中至关重要的一部分，本文档将详细介绍验算的步骤和方法。
2. 挡土墙的基本参数2.1 墙体尺寸：挡土墙的高度、底宽、顶宽等参数的确定。
2.2 材料特性：挡土墙所使用的材料的物理力学性质，包括抗压强度、剪切强度等。
2.3 土体参数：挡土墙所承载的土体的特性，包括土体的重度、内摩擦角等。
3. 稳定性验算方法3.1 自由体平衡法：根据挡土墙上方的土体形成的自由体，应用力学平衡的原理进行计算。
3.2 滑动稳定性验算：考虑挡土墙底部的滑动稳定性，计算滑动面的抗力和推力的大小。
3.3 倾覆稳定性验算：考虑挡土墙的倾覆稳定性，计算倾覆面上的力矩平衡条件。
3.4 等效剪切力法：根据挡土墙所受到的土压力的特性，计算等效剪切力的大小。
4. 稳定性验算步骤4.1 确定挡土墙的几何参数和土体参数。
4.2 应用自由体平衡法计算挡土墙上方土体的水平力和竖向力。
4.3 利用滑动稳定性验算法计算挡土墙底部的滑动面抗力和推力的大小。
4.4 根据倾覆稳定性验算法计算挡土墙的倾覆面上的力矩平衡条件。
4.5 应用等效剪切力法计算挡土墙所受到的等效剪切力。
5. 稳定性验算结果根据以上的计算步骤和方法，给出挡土墙的稳定性验算结果，包括滑动安全系数、倾覆安全系数、剪切安全系数等。
6. 附件本文档涉及的附件包括挡土墙的实际设计图纸、土体参数测试报告等相关资料。
7. 法律名词及注释7.1 挡土墙：一种用于防止土体滑坡、坍塌等现象的土木工程结构。
7.2 自由体平衡法：一种通过应用力学平衡原理来计算挡土墙稳定性的方法。
7.3 滑动稳定性验算：一种通过计算挡土墙底部的滑动面抗力和推力来评估稳定性的方法。
挡土墙稳定性计算
2、农田护墙（挡土墙）稳定性计算书（1）：墙身尺寸:墙身高: 1.500(m)墙顶宽: 0.500(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250背坡倾斜坡度: 1:0.200采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.300(m)墙趾台阶h1: 0.400(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: 0.200:1（2）：物理参数:圬工砌体容重: 23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数: 0.400地基土摩擦系数: 0.500墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa)墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa) （3）：挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度)墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)墙后填土容重: 19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)地基土容重: 18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.200墙踵值提高系数: 1.300平均值提高系数: 1.000墙底摩擦系数: 0.500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（4）：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 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)（5）：稳定性计算书：第1 种情况: 一般情况[土压力计算] 计算高度为1.807(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角：38.300(度)Ea=21.071 Ex=18.463 Ey=10.154(kN) 作用点高度Zy=0.615(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=10.021(度) 第1破裂角=39.550(度)Ea=23.256 Ex=16.438 Ey=16.450(kN) 作用点高度Zy=0.632(m) 墙身截面积= 1.603(m2) 重量= 36.866 kN墙背与第二破裂面之间土楔重= 0.733(kN) 重心坐标(0.633,-0.594)(相对于墙面坡上角点)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数= 0.500采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度= 11.310 (度)Wn = 36.869(kN) En = 19.355(kN) Wt = 7.374(kN) Et = 12.893(kN) 滑移力= 5.519(kN) 抗滑力= 28.112(kN)滑移验算满足: Kc = 5.093 > 1.300地基土摩擦系数= 0.500地基土层水平向: 滑移力= 16.438(kN) 抗滑力= 29.149(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.773 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw = 0.865 (m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx = 1.425 (m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy = 0.325 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 5.334(kN-m) 抗倾覆力矩= 56.294(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 10.553 > 1.500(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取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力= 56.224(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=50.960(kN-m)基础底面宽度 B = 1.567 (m) 偏心距e = -0.123(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn = 0.906(m)基底压应力: 趾部=18.992 踵部=52.774(kPa)最大应力与最小应力之比= 52.774 / 18.992 = 2.779作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.123 <= 0.250*1.567 = 0.392(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=18.992 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=52.774 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=35.883 <= 500.000(kPa) (四) 基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五) 墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积= 1.376(m2) 重量= 31.654 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw = 0.842 (m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx = 1.410 (m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy = 0.325 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 48.837(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=44.716(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn = 0.916(m)截面宽度 B = 1.475 (m) 偏心距e1 = -0.178(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.178 <= 0.300*1.475 = 0.443(m)截面上压应力: 面坡=9.120 背坡=57.100(kPa)压应力验算满足: 计算值= 57.100 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -2.099 <= 110.000(kPa)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为1.100(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角：43.000(度)Ea=8.426 Ex=7.383 Ey=4.060(kN) 作用点高度Zy=0.368(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=7.885(度) 第1破裂角=43.640(度)Ea=9.240 Ex=6.770 Ey=6.288(kN) 作用点高度Zy=0.385(m) 墙身截面积= 0.822(m2) 重量= 18.912 kN墙背与第二破裂面之间土楔重= 0.733(kN) 重心坐标(0.594,-0.353)(相对于墙面坡上角点)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积= 0.822(m2) 重量= 18.912 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw = 0.510 (m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx = 0.918 (m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy = 0.385 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力= 25.933(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=13.593(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn = 0.524(m)截面宽度 B = 0.995 (m) 偏心距e1 = -0.027(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.027 <= 0.300*0.995 = 0.299(m)截面上压应力: 面坡=21.873 背坡=30.254(kPa)压应力验算满足: 计算值= 30.254 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -3.621 <= 110.000(kPa)============================================== ===各组合最不利结果============================================== ===(一) 滑移验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力= 28.112(kN),滑移力= 5.519(kN)。