加筋土挡墙设计及算例1

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加筋土支挡结构设计与计算

加筋土支挡结构设计与计算

加筋土支挡结构设计与计算1 概述1.1发展和类型加筋土挡土墙是由基础、墙面板、帽石、拉筋和填料等几部分组成,如图1.1所示。

其挡土原理是依靠填料与拉筋之间的摩擦力来平衡墙面所承受的水平土压力(即加筋土挡墙的内部稳定),并以基础、墙面板、帽石、拉筋和填料图1.1加筋土挡土墙结构图等组成复合结构而形成土墙以抵抗拉筋尾部填料所产生的土压力(即加筋挡土墙外部稳定),从而保证挡土墙的稳定。

1960年,法国工程师亨利·维达儿(Henri·Vidal)通过三轴试验发现,加筋土在竖直荷载或自重作用下,依靠拉筋与土体之间的摩擦作用把引起侧向变形的拉力传递给拉筋,限制了土体的侧向变形,等同于向土体施加了侧向荷载。

1963年,Henri·Vidal发表了加筋土研究成果与设计理论,标志着加筋土技术理论的雏形的形成。

加筋土挡墙的首次工程应用是在1965年冬季的法国比利牛斯山的普拉聂尔(Pragere),从而引起欧洲对于加筋土挡墙的广泛研究。

日本在1967年引起加筋土挡墙技术后,进行原型试验,随后又进行地震作用下加筋土挡墙抗震性能的研究。

美国则起步较晚,但发展迅速。

1970年建成第一座加筋土挡墙,1974年批准加筋土技术可以代替传统挡土结构。

截止到1980,美国境内完成将近300项加筋土挡墙工程。

1971年西班牙建成第一座加筋土挡墙工程。

加拿大和澳大利亚等国家随后也纷纷引起该技术,并展开广泛的研究。

根据上世纪80年代的统计,加筋土挡墙在公路工程中占绝大部分比例,工民建中也较多,而用于铁路工程则很少,尤其是铁路干线中。

加筋土挡墙的理论研究在不断向前发展和完善,但由于土工材料的复杂性,施工应用依然远滞后于理论研究;其次,相对于公路,铁路工程对使用年限要求更长,对路基沉降变形要求更严格,加之动荷载对加筋土挡墙的影响较大。

因而,加筋土挡墙的最广泛应用还是在公路工程中,其也方便意外破坏后的抢修。

我国对于加筋土挡墙的发展和应用较晚,20世纪70年代末才开始。

加筋土挡土墙设计

加筋土挡土墙设计

G W1 W2 W3 2249.54(kN/ m)
(1)滑动稳定方程
1.1 (M1 +M 2 +M3)-1.4M E =1.1 2249.54 0.4 1.4 449.810=360.06kN / m 0
(2)抗滑动稳定系数
Kc
0.4 2249.54 2.00 1.3 449.81
i K 0 - K a) K i=K 0 (
z 6
计算结果见表 2。
-2-
道路与交通工程 1004 班 2.内部稳定计算 1)筋带设计断面计算
加筋土挡土墙设计
已知筋带断裂强度标准值 f k 为 220MPa ,筋带厚度 1.0mm,查细则表 12.3.17,取筋带抗拉计算调节系数 R 2 =2.8 ,筋带抗拉性能分项系数
0.8 (M1 +M 2 +M 3)-1.4M E =0.8 11324.84-1.4 1781.25=6566.12kNm/m 0
(3)倾覆稳定系数
K0 =
M M
y 0
=
M1 +M 2 +M 3 11324.84 = =6.36 1.5 ME 1781.25
由上(1) 、 (2)验算结果显示:加筋体的抗倾覆稳定性符合细则第 5.3.4 条的规定。
f =1.25 ,按公式 0
2)筋带长度计算
Af k 计算,计算结果见表 2。 1000 f R 2
按细则计算各层筋带在活动区、锚固区的长度及总长。设各层筋带长度均为 10.0m。 (1)计算加筋体简化破裂面的尺寸(图 2) 简化破裂面的垂直部分距面板背部的水平距离为:
b H =0.3H=0.3 11=3.3m

加筋挡土墙设计

加筋挡土墙设计

加筋挡土墙设计拟在某黄土地区的二级公路上修建一座路堤式加筋挡土墙。

据调查,挡土墙不受浸水影响,以确定挡土墙全长为60m ,沉降缝间距采用20m ,挡土墙高度12m ,顶部填土0.6m ,其计算断面见图1。

图1 加筋土挡墙计算断面 已知各项计算资料汇列如下: (1)路基宽度为12m ,路面宽9m 。

(2)活载标准为公路—Ⅱ级。

(3)面板为1m ×0.8m 十字型混凝土板,板厚20cm ,混凝土强度等级C20。

(4)筋带采用聚丙烯土工带,带宽为18mm ,厚1mm ,容许拉应力[]=L σ50Mpa ,似摩擦系数4.0=*f 。

(5)筋带节点的水平间距m S x 42.0=,垂直间距m S y 4.0=。

(6)填料为黄土,容重31/20m KN =γ,内摩擦角 25=ϕ,粘聚力kPa c 50=,计算内摩擦角 30=ϕ。

(7)地基为老黄土,容重3/22m KN =γ,内摩擦角 30=ϕ,粘聚力kPa c 55=,地基容许承载力k P a 500][0=σ,基底摩擦系数4.0=μ。

(8)墙顶和墙后填料与加筋体填料相同。

试按荷载组合I 进行结构计算。

计算如下:1.计算加筋体上填土重力的等代土层厚度h 2由图1可知,H=12m ,b b =0.5m ,m=1.5,H ’=0.6m , 因为:m H m b H m b 6.067.3)5.06(5.11)2(1'=>=-⨯=- 所以取h 2= H ’=0.6m 2.计算车辆等代土层厚度h 0 (1)计算车辆荷载布置长度L已知车辆荷载公路—Ⅱ级的前后轴距加一个车轮接地长度总和为L 0=13m ,得:m L 62.2030tan )126.02(13=+⨯+=因L 大于15m ,取扩散长度L=15m 。

(2)计算荷载布置宽度B 0根据规范要求,挡土墙在进行内部稳定计算时,应首先判断活动区是否进入路基宽度,据此决定B 0的取值。

加筋土挡墙设计

加筋土挡墙设计

2、 路基横断面设计
2.1 横断面各部尺寸的拟定
I 级、重型铁路标准路基与道床结构的设计 路基面 宽度/米 双线线 间距/米 道床顶 面宽度/ 米 12 4 3.4 0.5 土质 1.75 4.5 道床厚 度/米 基床表 层类型 道床边 坡坡率 路基面 高度/米
上铺轨道情况介绍 钢轨类型 混凝土轨枕 铺轨根数 类型 60 轨 Ⅲ型 根/km 1667 混凝土轨枕 长度/米 2.6
2
某Ⅰ级重型铁路, 旅客列车设计行车速度 140km/h, 该段路堤处于直线地段, 地面平坦,路堤设计高度为 4.5 米,双线铁路。由于右侧用地受到限制,因此需 在右侧设置加筋土挡土墙; 路基填料为砂类土,容重 20 KN / m 3 ,内摩擦角 35o ,填土与墙背间 的摩擦角 0.5 17.5o 。 墙面板形状为矩形,高为 1.0m,宽为 1.8m,厚为 0.12m,混凝土强度等级 为 C20。 拉筋采用钢塑复合拉筋带 CAT50022,规 格 50×2.2mm,破断拉力≥22.0 KN 极限抗拉强度≥200MPa,破断伸长率 5.5%,单位长度重量 182m/kg。 挡土墙的条形基础的受力层为硬质岩,其容许承载力为 [ ]地基 =1200kPa。基 础。
3.2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ筋土挡墙的组成及选择 加筋土挡土墙一般由基础,填料,面板,拉筋,帽石等主要的部分组成。 面板的作用是阻挡拉筋间填料从侧向挤出,并保证拉筋,填料,墙面板构成 一定形状的整体,常用的面板形式有矩形板,双十字板,槽形板,十字板等,本 次设计用的墙面板形状为矩形,高为 1m,宽为 1.8m,厚为 0.12m,混凝土强度 等级为 C20。 拉筋的选择, 拉筋在加筋土挡土墙中起到非常重要的作用, 因此选择的拉筋 应具有较高的抗拉强度,较好的柔性,韧性,以适应变形能力,同时拉筋是平衡 侧压力而使挡墙稳定的材料, 要求拉筋和填料之间具有较大的摩擦系数, 并要求 拉筋有较好的抗疲劳性能,具有抗老化,耐腐蚀及化学稳定性好的特征,以保证 永久结构物的使用寿命,满足使用年限方面的要求;

加筋土挡土墙设计与计算

加筋土挡土墙设计与计算
表 1筋 带所受 拉力计 算表 ( 垂直 应力 均匀分布 法 )
强度 验算 , 以及拉 筋长 度 ( 包括锚 固长 度和 活动 区
长度 ) 的确 定 , 以确保 拉 筋在最 大 拉力作用 下不被 拉断或不被 拔 出。
外部 稳 定 性 分析 包 括 整 体 稳 定性 分析 、 移 滑
稳 定性 分析 、 覆稳 定性 分析 、 底 应力验 算与沉 倾 基 降 计算等 。
载q 1. k m = 3 5 N/ 。 7
3 加筋土挡土墙设计及计算的内容
加 筋土 挡 墙设 计 计 算 的内容包 括 内部稳 定性
h : 三 =0 7 4 .6 m

②土压力系数计算 墙后填 土主动 土压力系数
Ka tn f5 o/ ) .3 =a ‘ 4 2) 3 3 0
1 . 0 375 1 0 375 1 . 0 375
h 。
72 0 .0 1 40 4. 0 2 .0 16 0
2 .0 88 0 3 .0 60 0 4 2 0 3. 0

172 1 2. 6 2 0 2. 7 7 1
3. 6 25 37 5 -1 41 6 .4
土 压力 系数 K与 各层 筋 带 到加 筋体 顶 面 高度
相 关。
h >6 i m时 K =K

内部 稳定 性 分 析包 括 拉 筋 的拉 力计 算 、 筋 拉
土压力系数 : 。 枷 I ( + h ( i 卜) K ③筋带拉 力计 算
T= (/ i h ) K - + 0 S S h
混凝土抗弯拉容许应力 [ = .L 0 6 MP 1 ] 0 1= . 1 a Z 7 8
7 o 2o 7 .0 20 1 80 0 .0 1 80 0 .0 1 8O 0 .0 1 80 0 0 1 40 4 .0 1 40 4 .0 1 4O 4 .0 1 40 4 .0 1 40 4 O 1 00 8 .O 1 00 8 0 1 0O 8 0 1 0O 8 .0 1 0O 8 .O 2 6O 1 O 2 60 1 O

加筋土挡墙工程案例

加筋土挡墙工程案例

加筋土挡墙工程案例加筋土挡墙工程案例项目概述:该项目位于某市区,是一处住宅小区的围墙工程。

由于地势较高,需要建造一道挡土墙来防止土方滑坡和水土流失。

为了增强挡土墙的稳定性和承载能力,采用了加筋土挡墙的施工方式。

施工过程:1. 土方开挖:首先对挡土墙的基础进行开挖,挖掉一定深度的土方,以便于后续的施工。

2. 基础处理:在挖掘好的基础上,进行基础处理,包括清理基础表面、加固基础、设置排水系统等。

3. 钢筋加固:在基础处理完成后,进行钢筋加固。

首先在基础上设置钢筋网格,然后将钢筋网格与基础钢筋焊接固定。

4. 砌筑挡土墙:在钢筋网格上进行砌筑挡土墙。

挡土墙采用加筋土的方式进行施工,即在土中加入一定比例的水泥和石灰,使土体具有一定的强度和稳定性。

5. 等高处理:在挡土墙的顶部进行等高处理,以便于后续的护面施工。

6. 护面施工:在挡土墙的顶部进行护面施工,采用石材或砖石等材料进行护面,以美化挡土墙的外观。

7. 排水系统设置:在挡土墙的后方设置排水系统,以便于排除墙后方的积水。

8. 环境美化:在挡土墙的前方进行环境美化,包括种植草坪、栽植花木等,以美化小区环境。

施工难点:1. 土方开挖:由于该项目地势较高,土方开挖难度较大,需要采用大型挖掘机进行开挖。

2. 基础处理:由于该项目地处山区,地质条件较为复杂,基础处理需要进行细致的勘察和设计,以确保基础的稳定性和承载能力。

3. 加筋土施工:加筋土施工需要掌握一定的技术和经验,以确保土体的强度和稳定性。

4. 护面施工:护面施工需要选用合适的材料和工艺,以确保护面的美观和耐久性。

施工效果:经过近一个月的施工,该项目顺利完成,挡土墙稳定可靠,承载能力强,美观大方,受到了业主的一致好评。

同时,挡土墙的环境美化也为小区增添了一道亮丽的风景线。

加筋挡土墙计算算例

加筋挡土墙计算算例

加筋挡土墙计算算例挡土墙是一种将土壤和水体分隔开的结构,主要用于防止土壤侵蚀和土地滑坡,同时还可以用于土地的平整和开垦。

加筋挡土墙是指在常规挡土墙的基础上加入了加筋材料,增加了挡土墙的稳定性和承载能力。

本文将以计算算例的形式详细介绍加筋挡土墙的设计与计算。

1.基本参数假设要设计一道加筋挡土墙,挡土墙的高度为6米,挡土墙前的土壤倾斜角为30度,挡土墙后的土壤倾斜角为15度,土壤的重度为20kN/m³。

2.土压力计算首先需要计算挡土墙前后的土压力。

挡土墙前的土壤倾斜角为30度,挡土墙后的土壤倾斜角为15度。

根据库埃特压力原理,挡土墙前的土压力为:F1 = 0.5 × H1 × γ × sin²θ1其中,F1为挡土墙前的土压力,H1为挡土墙高度,γ为土壤重度,θ1为挡土墙前的土壤倾斜角。

F1 = 0.5 × 6 × 20 × sin²30° = 90kN/m同样地,挡土墙后的土压力为:F2 = 0.5 × H2 × γ × sin²θ2其中,F2为挡土墙后的土压力,H2为挡土墙高度,θ2为挡土墙后的土壤倾斜角。

F2 = 0.5 × 6 × 20 × sin²15° = 43.33kN/m3.土压力剪应力分布计算挡土墙前后的土压力对挡土墙产生了剪应力,需要计算剪应力的分布。

根据库埃特压力原理,挡土墙前后的剪应力分布可以近似为梯形分布。

前侧梯形剪应力Ft1=(F1+F2)×H1/2后侧梯形剪应力Ft2=(F1+F2)×H2/2平均剪应力Ft=(Ft1+Ft2)/24.挡土墙的稳定性计算挡土墙的稳定性计算包括滑动稳定性和翻倒稳定性两个方面。

这里以滑动稳定性为例进行计算。

a.滑动稳定性计算挡土墙的滑动稳定性计算需要考虑挡土墙前后的摩擦力和剪应力的平衡。

浅析加筋土挡土墙的设计及计算

浅析加筋土挡土墙的设计及计算

浅析加筋土挡土墙的设计及计算摘要:对加筋土挡土墙的形式、材料要求和构造设计进行了简要阐述,并通过工程实例介绍了加筋土挡土墙的设计和计算方法。

关键字:加筋土挡土墙材料要求设计计算Abstract: on the reinforced soil retaining wall form, material requirements and structural design are briefly described, and an engineering case is introduced to illustrate the reinforced soil retaining wall design and calculation method.Keywords: reinforced earth, retaining wall, material requirements, design calculation中图分类号:U213.1+52.3文献标识码: A 文章编号:引言加筋挡土墙是利用加筋土技术修建的一种支挡结构物。

加筋挡土墙由墙面板、拉筋和填土三部分组成,借助于拉筋与填土间的摩擦作用,把土的侧压力传递给拉筋,从而达到稳定土体的目的。

加筋挡土墙地基承载力要求低,对各种地质条件适应性强;既是柔性结构,抗震性能优越,可承受地基较大的变形;又是重力式结构,可承受荷载的冲击、振动作用;且施工简便、外形美观、占地面积少,因此在高速公路建设中得到了越来越广泛的应用。

1、加筋挡土墙的断面形式加筋挡土墙横断面形式有矩形、倒梯形、正梯形和台阶式等几种,应根据具体条件与要求合理选择加筋体的断面形式。

在地形比较平坦的一般填方地段,且墙高不超过12m时,加筋体宜采用矩形断面(如图1-a),即拉筋长度在加筋体内均相同。

加筋挡土墙拉筋最小长度不宜小于3m,否则拉筋有被拔出的可能。

这是因为墙面板附近因不能使用重型机械碾压,填土处于未被充分压实的状态,拉筋体中埋设的拉筋不能沿其全长发挥出全部摩擦阻力。

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第二节 加筋挡墙结构计算
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加筋土挡墙设计及算例
2.L0的取值规定 在内部稳定性分析中 ①当活动区进入路基宽度 时,分别用路基宽度和活 动区宽度计算等代土层厚 度h,取h较大者所对应的 L0; ②当活动区未进入路基宽 度时,取路基宽度。 外部稳定性验算取路基宽 度。
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路面之间距离为0.75m。
CAT钢塑复合筋带的 拉力系有多根高强钢
3. 荷载标准为汽车—超20级。丝承担,外包裹层塑
4. 加筋体填料:墙后填土均为料砂主土要,起保砂护土作用容重
γ1=19KN/m3,计算内摩擦角φ=35°。墙体采用矩 形断面,加筋体宽为14m。
5. 筋带采用CAT钢塑复合筋带,宽度为30mm,厚度
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第二节 加筋挡墙结构计算
在最大拉应力点上不存在切应力,主要是垂直应 力σv和水平应力σH。加筋层某一深度的水平应力σH用 筋带来局部平衡。
一般情况下,距墙顶面深度为Zi的第i层拉筋所受 的最大拉应力Ti为:
路肩式挡土墙: Ti (1zi 1h)KiSxSy
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第二节 加筋挡墙结构计算
在加筋体中,各层拉筋最大拉力点的连线就是 可能的破坏面。为了简化计算,近似地认为破裂面 是一条通过墙面板脚,在挡土墙的上部距面板背向 距离为0.3H的折线,如图简化破裂面图所示。
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第二节 加筋挡墙结构计算

3.3
550
0.75 19.3519

0.59m
因为h2>h1,故L0=3.3m;hc=h2=0.59m 根据规范中公式:
Ti=Ki(r1hi+r1hc)sxsy
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Ki的计算按下列公式计算:
第三节 加筋挡土墙算例
计算得各层筋带所受拉力列于表-1中
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加筋土挡土墙设计及算例
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第一节 概述
主要内容
第二节 加筋土挡土墙结构计算步骤
第三节 加筋土挡土墙算例
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加筋土挡墙设计及算例
第一节 概 述 加筋土是在土中加入加筋材料(或称筋带)的一种
复合土。在土中加入加筋材料可以提高土体的抗剪强度, 增加土体工程的稳定性。
摩擦加筋原理:加筋土视为组合材料,认为加筋土是 复合体结构(或称锚定式结构)
莫尔-库仑理论:加筋土视为均质各向异性材料,认 为加筋土是复合材料结构
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第二节 加筋挡墙结构计算 (一)车辆荷载换算
车辆荷载换算的等代均布土层厚度h按下式计算:
h G
Bl0
∑G ——布置在B × l0面积内的轮载或履带荷载,KN。 B——荷载布置长度 (m)。 l0——荷载布置宽度(m)。 r ——加筋体填土容重,kN/m3。
第二节 加筋挡墙结构计算
倾覆力矩 总和
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3、地基承载力分析 基底应力
第二节 加筋挡墙结构计算
(e≤L/6)
此时最小应 力为0
(e>L/6)
不同地基偏 心矩不同
地基承载力验算
max
min
L / 6 (土质地基)
e
L/4
(岩石地基)
由《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2004)的相 关规定:
由图可计算出路基全宽布置12辆车荷载,活动区布置1 辆车荷载。
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第三节 加筋挡土墙算例
h1

G B0L0γ

12 550 41 19.35 19

0.43m
h2

G B0L0γ
第二节 加筋挡墙结构计算
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第二节 加筋挡墙结构计算
(二)加筋土挡土墙的破坏形式
① 拉筋断裂造成挡土墙破坏 内部稳定性计算
拉筋强度不足 拉筋与面板连接能力不足 超载 拉筋腐蚀
② 拉筋与土间结合力不足造成挡土墙破坏
③ 因外部不稳定造成挡土墙破坏
外部稳定性分析
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地基承载力低 沿பைடு நூலகம்底抗滑稳定性不足 抗倾覆能力不够
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第三节 加筋挡土墙算例
筋带所受拉力计算表(垂直应力均匀分布法) 表—1
加筋层号 hi(m)
1
0.5
ki r1hi(kpa) r1hc(kpa)
0.413
9.5
11.21
2
1.0
0.4
19.0
11.21
3
1.5 0.387 28.5
11.21
4
2.0 0.374 38.0
1965年法国普拉聂尔斯(Prageres)首次成功地修 建了一座公路加筋挡墙。我国于1979年首次在云南建成 加筋土挡墙试验工程。
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第一节 概述
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第一节 概述
一、结构与挡土原理
挡土原理
内部稳定:墙面所承受的水 平土压力依靠填料与拉筋的摩 擦力平衡
当 0 zi H1 时 当H1 zi H 时
L2i 0.3H
L2i

H zi
tg
β—简化破裂面的倾向部分与水平面的夹角
450
2
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第二节 加筋挡墙结构计算
拉筋长度的实际设计采用值,可按下列原则并满足挡 土墙内部稳定的要求统一、协调考虑采用。
为2mm,容许拉应力[σL]=80Mpa。
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第三节 加筋挡土墙算例
6. 土与筋带之间的摩擦系数f*=0.4,加筋体与地基之 间的摩擦系数f=0.4。 7. 地基为粘土,容许承载力根据地质报告 8. 面板采用50×100cm板厚25cm,混凝土标号为25 号,筋带节点水平间距和垂直间距分别为:Sx=0.5m,
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第二节 加筋挡墙结构计算
筋带的总长度由活动区长度和锚固区长度两部分组 成。筋带锚固长度计算不计车辆荷载引起的抗拔力,锚 固长度按式(a)计算。
路肩式挡土墙
L1i

K f Ti
2 f 'bi1zi
路堤式挡土墙
L1i

2
f
K f Ti
'bi 1zi 2h1
双面式加筋土挡土墙 无台阶式加筋土挡土墙 无面板加筋土挡土墙
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三、加筋土加固机理
第一节 概述
基本原理:在土中沿应变方向埋置具有挠性的拉筋材料,土与 拉筋材料产生摩擦,使加筋土犹如具有某种程度的粘聚性,从而 改良了土的力学特性。
解释和分析加筋土强度的两种观点
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第二节 加筋挡墙结构计算
1.B的取值规定
①汽车—10级或汽车—15级作用时,取挡土墙分段长度,但不 大于15m。
②汽车—20级作用时,取重车的扩散长度,当挡土墙分段长 度在10m及以下时,扩散长度不越过10m;挡土墙分段长度在 10m以上时,扩散长度不超过15m。
外部稳定:复合结构形成的 土墙抵抗拉筋尾部填料所产生 的土压力
适 缺乏石料地区及大型填方工程;
用 条
用于一般地区的路肩式和路堤式挡土墙,但不应修建在滑
件 坡、水流冲刷和崩塌等不良地质地段。
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二、加筋土挡土墙类型
第一节 概述
类型 1、单面式加筋土挡土墙 2、有台阶式加筋土挡土墙 3、有面板加筋土挡土墙
路堤式挡土墙: Ti ( 1zi 2h1 ai )KiSxS y
γ1--挡土墙内填土重度(kN/m3); γ2--挡土墙上填土重度(kN/m3); h—车辆荷载换算的等代土层厚度(m) h1—挡土墙上填土载换算的等代土层厚度(m)
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第二节 加筋挡墙结构计算
11.21
5
2.5 0.361 47.5
11.21
6
3.0 0.348 57.0
11.21
7
3.5 0.335 66.5
③汽车—超20级作用时,取重车的扩散长度,但不超过20m。
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加筋土挡墙设计及算例
车辆的扩散长度B按下式计算: B=L'十a十(2H'十H)tan30°
式中: L'—汽车或平板车的前后轴距 (履带车为零),m; a—车轮或履带的着地长度m; H'—加筋体上路堤高度m,如 右图所示; H—加筋体高度,m。
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4、整体抗滑承载力分析
分析方法 ①条块法 ②整体法
第二节 加筋挡墙结构计算
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第三节 加筋挡土墙算例 (一)设计资料
1. 加筋土路肩墙墙高H=11m,分段长度为10m,形
式为路肩式挡土墙。
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