挡土墙计算(理正岩土)

3建 立 模 型
荷载组合
荷载组合：参照《城市道路路基设计规范》（CJJ 1942013）P30表6.4.6-2取值，表格内容如下表所示：
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:
3建 立 模 型
物理参数：
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：此处的容重指天然容重，浮容重=饱和容重-10，饱和容重≥然容重，地基 土容重值可查地勘资料；
3建 立 模 型
物理参数：
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：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：
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；
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； 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。
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。
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； 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：
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
3建 立 模 型
坡线土柱：
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 ； 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：
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； 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 =φ ； 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。
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。
3建 立 模 型
荷载组合
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：
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：
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3-3-21~3-3-22，表格内容同 凸榫材料容许应力参数表格；
3建 立 模 型
物理参数：
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：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：
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； 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：
3建 立 模 型
基础
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； 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。
整体稳定
计算方法：瑞典条分法； 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；
3建 立 模 型
物理参数：
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；
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：