拱型挡土墙内力计算方法的探讨
挡土墙施工方案计算
挡土墙施工方案计算1. 引言挡土墙是一种常见的土木工程结构，主要用于防止土体坡度滑坡或冲刷的情况发生。
在挡土墙的施工过程中，需要进行一系列的计算，以确定施工方案的可行性和稳定性。
本文档将介绍挡土墙施工方案计算的基本步骤和方法，以帮助施工人员进行准确的施工方案计算。
2. 土体参数确定在进行挡土墙施工方案计算之前，需要首先确定土体的一些基本参数，包括土的重度、内摩擦角和凝聚力等。
这些参数通常可以通过实地勘查和实验室试验获得。
3. 坡度稳定分析挡土墙的稳定性是施工方案计算的关键。
在进行施工方案计算之前，需要进行坡度稳定分析，以确定挡土墙的稳定性。
坡度稳定分析是通过计算土体的抗滑力和滑移力来评估土体的稳定性。
一般来说，土体的抗滑力应大于滑移力，才能保证挡土墙的稳定。
3.1. 抗滑力计算抗滑力是土体抵抗滑移的能力，可以通过以下公式计算：Fs = (0.5 × γ × H × ΣHi + 0.5 × γs × ΣHsi) × (cot(δ) + Σ(Hi × tan(αi)))其中，Fs 表示抗滑力；γ 表示土的重度；H 表示土体的高度；ΣHi 表示土体各层的高度之和；γs 表示土体的饱和重度；ΣHsi 表示饱和土体各层的高度之和；δ 表示土体的内摩擦角；Σ(Hi × tan(αi)) 表示土体各层的剖面投影长度之和，αi 表示土体各层的表面倾角。
3.2. 滑移力计算滑移力是土体滑移的力量，可以通过以下公式计算：Fp = γ × H × Kp其中，Fp 表示滑移力；γ 表示土的重度；H 表示土体的高度；Kp 表示土体的滑移系数。
3.3. 稳定性评估通过比较抗滑力和滑移力的大小，可以评估土体的稳定性。
如果抗滑力大于滑移力，即 Fs > Fp，说明土体稳定，挡土墙的施工方案是可行的。
如果抗滑力小于滑移力，即 Fs < Fp，说明土体不稳定，需要改变施工方案或采取其他措施来增加挡土墙的稳定性。
挡墙后有限宽度土体土拱效应分析及土压力计算方法
挡墙后有限宽度土体土拱效应分析及土压力计算方法作者：杨明辉吴志勇赵明华来源：《湖南大学学报·自然科学版》2020年第03期摘要：重点分析了在墙后填土宽度较小情况下，墙后土体土拱效应的形成机理，并假定小主应力拱为圆弧线，考虑挡墙与土体摩擦点的极限平衡条件，导得了大小主应力的偏转角表达式. 在此基础上，考虑刚性挡墙平动变位模式情况，结合水平微分单元法，建立了墙后有限宽度土体的主动土压力合力及强度的理论表达式.与室内试验数据及前人方法的对比表明，该方法得到的土压力值具有较好合理性. 最后，分析了不同填土宽高比n下的主动土压力分布规律，结果表明，主动土压力随n增加而逐渐增加，但n达到0.5后于稳定，该值可作为墙后土体有限宽度的界限值.关键词：主动土压力;有限土体;土拱效应;曲线滑裂面;水平微分单元法中图分类号：U560.4540 文献标志码：ASoil Arch Effect Analysis and Earth Pressure Calculating Methodfor Finite Width Soil behind Retaining WallYANG Minghui？覮，WU Zhiyong，ZHAO Minghua（Geotechnical Institute of Hunan University，Changsha 410082，China）Abstract：The formation mechanism of soil arching effect behind the retaining wall was significantly analyzed in the case of limited backfill width. It is assumed that the small principal stress arch is circular arc. Considering the limit equilibrium condition of the friction point between the retaining wall and the soil，the expression of the deflection angle of the large and small principal stress was derived. On this basis，considering the translational displacement mode of rigid retaining wall and the horizontal differential element method，the theoretical expressions of active earth pressure resultant force and intensity distribution of finite width soil behind the wall were established. Comparison with laboratory test data and previous methods indicates that the earth pressure value obtained by this method has preferably rationality. Finally，the distribution of the active earth pressure was analyzed under different ratios n of the width to height of the backfill. The results show that the active earth pressure increases with the increasing n，but approaches to a constant value as n reaches a threshold of limited width of 0.5.Key words：the active earth pressure;limited backfill;soil arching effect;curved slip surface;horizontal differential element method作用于结构物上的土压力计算是岩土工程的经典问题之一，其大小的合理取值是结构物设计的重要依据[1]. 目前传统的土压力计算大多采用经典朗肯、库仑土压力理论或基于经典理论修正的经验公式[2]，但均建立在墙后填土为半无限空间体的基本假定基础上. 随着城市建设的发展，很多支挡工程中出现挡墙后填土宽度有限的情况，例如临近既有地下室基坑支护结构、临近基岩面的边坡挡土墙、地铁车站狭窄基坑支护结构等[3-5]. 此时，经典土压力理论显然并不适用于有限宽度土体的土压力计算，需要寻求更为合理的计算方法. 同时，有限宽度挡土墙墙背并非绝对光滑，朗肯土压力理论假定墙背绝对光滑，从而忽略了墙土摩擦力的影响. 而墙土间摩擦的存在必将引起土体应力偏转而形成土拱现象[6]，从而对土压力的分布产生影响. 显然，对于墙后填土为有限宽度情况下，考虑土拱效应及土体宽度的影响对于更合理的计算土压力值十分必要.目前，已有不少国内外学者将土拱效应成功地应用于土压力计算中，如Handy[7]将土拱定义为小主应力的轨迹，假定两平行粗糙墙间土拱的形状为悬链线，经过严密数学推导后得到墙后土压力分布;Paik等[8]將土拱曲线简化为圆弧曲线形状，分别以挡土墙面和朗肯滑裂面作为两端拱脚，从而导出考虑土拱效应的刚性挡土墙主动土压力计算公式;尹志强等[9]以黏性填土的单排支护桩为研究对象，借鉴并改进了挡土墙的主应力偏转理论，推导出了黏性填土排桩桩后土压力的解析式，且认为土拱效应主要影响桩体H/3深度以下部分，使该部分土压力减小，且越靠近桩底，减小速率越大;刘洋等[10]考虑条间剪切应力的影响，通过对滑动土体中二维微分单元的受力分析建立平衡微分方程，推导出土拱曲线的解析表达式，在此基础上提出一个实用的土压力计算公式.同时，针对墙后有限土体土压力计算的研究也取得了众多研究成果.如Greco V[11-12]针对无黏性土填土的有限宽度挡墙，提出多折线的土体破坏模式，采用极限平衡法推导出有限宽度土体土压力的计算公式;Frydman等[13]通过离心机试验模拟了临近基岩面的刚性挡土墙，推导出谷仓土压力公式用以计算临近基岩面挡土墙的无黏性土静止和主动土压力;Fan等[14]采用有限元研究了临近倾斜基岩面刚性挡土墙上主动土压力的分布;应宏伟等[15]对不同宽度的深基坑进行数值模拟，提出了考虑基坑宽度影响的基坑坑底抗隆起稳定分析模式，并修正了狭窄基坑被动侧的被动土压力系数;刘忠玉[16]以墙背和稳定岩质坡面间为有限无黏性填土的刚性挡土墙为研究对象，假定在平面应变条件下，墙体破坏模式为直线形或折线形滑裂面，考虑滑动土楔内水平土层间存在的平均剪应力，得到非线性分布的主动土压力表达式.但以上研究基本前提仍假定土体破坏为直线破坏模式，而很多研究均表明墙后土体的滑裂面将会是曲面[17-18]. 杨明辉等[19]开展了刚性挡墙三种不同变位模式情况下墙后有限宽度土体破坏试验，得到了墙后填土宽度较小情况下的土体破坏模式，并提出了墙体平动变位模式下土体曲线滑裂面为对数螺旋线的结论[20-21].综上，虽然墙后有限土体土压力计算在试验和理论计算方面已有不少研究，但缺乏对于此种情况下挡墙后土体土拱效应的分析. 因此，为更合理地计算土压力的分布情况，本文通过解析方法，将对土拱效应的分析运用到墙后有限宽度土体的土压力计算问题中，并针对具体的土体曲线破坏面模式，提出在曲线破坏模式下相应的主动土压力计算方法，并深入讨论土体有限宽度的界定方法，以供相关工程设计参考.1 墙后有限宽度土体情况土拱效应众所周知，当墙体产生背离土体方向位移时，墙后变形土体将与稳定土体产生剪切摩擦，从而使变形土体承受的土压力转移至周围稳定土体区域，形成土拱.在挡土墙问题中，若墙背非绝对光滑，墙土摩擦以及变形土体与稳定土体之间的摩擦必将引起土体应力偏转，土拱效应是客观存在的[6]. 而对于墙后土体宽度狭窄时，由于墙体的侧向挤压作用更易形成土拱，从而对土压力的分布产生影响. 因此，将土拱理论应用到有限宽度土体土压力计算问题中进行分析更为合理.1.1 应力状态分析Terzaghi通过活动门试验证明了土拱效应，并将其定义为土压力从屈服区域转移到邻近静止区域的现象.墙体与已有建筑物地下墙之间有限土体受力的应力偏转如图1（a）所示. 为简便起见，设土体为无黏性土，土体重度为γ，内摩擦角为φ，墙土摩擦角为δ，变形土体达到主动极限应力状态时，墙土摩擦力充分发挥. 当挡土墙为静止状态、挡土墙和填土的沉降相等时，墙土之间无摩擦，则填土中的微分单元体之大小主应力分别为竖直方向和水平方向.随着支护结构的侧移，土体逐渐出现竖向变形，墙土及土体内部剪切滑裂面摩擦力逐渐发挥作用，直至其墙后土体处于极限平衡状态时. 此时，假定有限土体产生足够的竖向变形，墙土摩擦力充分发挥，根据土拱原理，墙体相邻土体的微元之大小主应力由于受到剪切力的影响，主应力发生旋转，其主应力的方向与竖直或水平方向出现一个夹角，变形区的土体将产生应力偏转.支护结构AB与剪切滑裂面BC之间土体达到塑性平衡状态，DF之间各点的小主应力轨迹将形成一条连续的拱曲线，这时的小主应力轨迹线为一条下凸曲线.1.2 应力偏转角支护结构所承受土压力即为墙后土体水平向的侧向压力，因此土压力计算的关键在于求解支护结构之后土体的水平方向应力，但此时由于应力偏转，水平向应力已不是最小主应力，所以首先得求出应力偏转角.如图1（a）所示，高度H的挡墙后土体达到主动极限平衡形成土拱.在距填土表面y处取寬dy的水平向土条，长度L. 为简化计算，采用与Paik等[8]相同的圆弧拱，圆弧拱的圆心位于图中的O点，半径为R，作用在水平微单元体上的大主应力正交于虚线表示的土拱迹线，而虚线表示的土拱线即是小主应力轨迹.圆弧拱起始点D和圆心O连线与水平方向成角θ，滑裂面上任意一点处的切线与水平方向夹角为α.如果墙面光滑，此时不能形成土拱效应，圆心O 将位于无限远处.在未变形前的土条中E点取宽度dA的微单元，该单元所受竖向合力dV，该点变形后和圆心O的连线与水平方向夹角Φ.图1（a）中D点主动破坏时的Mohr应力圆如图1（c）所示，σv是主动破坏时D点的竖向应力，σh是主动破坏时D点的侧向应力，墙土界面处土体所受摩擦力τD方向向上.从图中的几何关系可以得到D点的应力关系，主动破坏时：如图1（a）所示，由于墙土摩擦角的作用，墙背D点的主应力方向已逐渐发生偏转，作用在墙背的水平向应力已经不再是小主应力. 在挡墙任意深度y处D、F两点的小主应力轨迹形成了一条圆弧拱曲线，即为小主应力拱. 在破裂面上，由极限平衡条件可知大主应力作用面与破裂面切线的夹角为β=π/4+φ/2.2 主动土压力计算2.1 墙后土体滑裂面方程在墙后有限宽度土体的情况下，已有室内模型试验表明[18]，当挡土墙在平动模式下背离填土方向达到主动极限平衡状态时，墙后有限宽度无黏土的滑裂面曲线为一条通过墙趾的对数螺旋线，滑裂面方程为：2.3 主动土压力合力及其分布在距滑楔体表面y处取一厚度为dy的水平微分单元abcd，水平微分单元的受力如图3所示. v为作用于水平微分单元顶面的平均竖向应力，v+dv为作用于水平微分单元底面的平均竖向应力. σh为挡土墙的水平反力，τD为作用在挡土墙上墙土摩擦力. σn为不动土体对滑楔体在垂直于破裂面上的反力，τf为不动土体对滑楔体的摩擦力，dW为水平微分单元自重. 当dy足够小时，bd可近似为直线，α为水平微分单元破裂面与水平面的夹角，易得：同时，针对墙后有限土体土压力计算的研究也取得了众多研究成果.如Greco V[11-12]针对无黏性土填土的有限宽度挡墙，提出多折线的土体破坏模式，采用极限平衡法推导出有限宽度土体土压力的计算公式;Frydman等[13]通过离心机试验模拟了临近基岩面的刚性挡土墙，推导出谷仓土压力公式用以计算临近基岩面挡土墙的无黏性土静止和主动土压力;Fan等[14]采用有限元研究了临近倾斜基岩面刚性挡土墙上主动土压力的分布;应宏伟等[15]对不同宽度的深基坑进行数值模拟，提出了考虑基坑宽度影响的基坑坑底抗隆起稳定分析模式，并修正了狭窄基坑被动侧的被动土压力系数;刘忠玉[16]以墙背和稳定岩质坡面间为有限无黏性填土的刚性挡土墙为研究对象，假定在平面应变条件下，墙体破坏模式为直线形或折线形滑裂面，考虑滑动土楔内水平土层间存在的平均剪應力，得到非线性分布的主动土压力表达式.但以上研究基本前提仍假定土体破坏为直线破坏模式，而很多研究均表明墙后土体的滑裂面将会是曲面[17-18]. 杨明辉等[19]开展了刚性挡墙三种不同变位模式情况下墙后有限宽度土体破坏试验，得到了墙后填土宽度较小情况下的土体破坏模式，并提出了墙体平动变位模式下土体曲线滑裂面为对数螺旋线的结论[20-21].综上，虽然墙后有限土体土压力计算在试验和理论计算方面已有不少研究，但缺乏对于此种情况下挡墙后土体土拱效应的分析. 因此，为更合理地计算土压力的分布情况，本文通过解析方法，将对土拱效应的分析运用到墙后有限宽度土体的土压力计算问题中，并针对具体的土体曲线破坏面模式，提出在曲线破坏模式下相应的主动土压力计算方法，并深入讨论土体有限宽度的界定方法，以供相关工程设计参考.1 墙后有限宽度土体情况土拱效应众所周知，当墙体产生背离土体方向位移时，墙后变形土体将与稳定土体产生剪切摩擦，从而使变形土体承受的土压力转移至周围稳定土体区域，形成土拱.在挡土墙问题中，若墙背非绝对光滑，墙土摩擦以及变形土体与稳定土体之间的摩擦必将引起土体应力偏转，土拱效应是客观存在的[6]. 而对于墙后土体宽度狭窄时，由于墙体的侧向挤压作用更易形成土拱，从而对土压力的分布产生影响. 因此，将土拱理论应用到有限宽度土体土压力计算问题中进行分析更为合理.1.1 应力状态分析Terzaghi通过活动门试验证明了土拱效应，并将其定义为土压力从屈服区域转移到邻近静止区域的现象.墙体与已有建筑物地下墙之间有限土体受力的应力偏转如图1（a）所示. 为简便起见，设土体为无黏性土，土体重度为γ，内摩擦角为φ，墙土摩擦角为δ，变形土体达到主动极限应力状态时，墙土摩擦力充分发挥. 当挡土墙为静止状态、挡土墙和填土的沉降相等时，墙土之间无摩擦，则填土中的微分单元体之大小主应力分别为竖直方向和水平方向.随着支护结构的侧移，土体逐渐出现竖向变形，墙土及土体内部剪切滑裂面摩擦力逐渐发挥作用，直至其墙后土体处于极限平衡状态时. 此时，假定有限土体产生足够的竖向变形，墙土摩擦力充分发挥，根据土拱原理，墙体相邻土体的微元之大小主应力由于受到剪切力的影响，主应力发生旋转，其主应力的方向与竖直或水平方向出现一个夹角，变形区的土体将产生应力偏转.支护结构AB与剪切滑裂面BC之间土体达到塑性平衡状态，DF之间各点的小主应力轨迹将形成一条连续的拱曲线，这时的小主应力轨迹线为一条下凸曲线.1.2 应力偏转角支护结构所承受土压力即为墙后土体水平向的侧向压力，因此土压力计算的关键在于求解支护结构之后土体的水平方向应力，但此时由于应力偏转，水平向应力已不是最小主应力，所以首先得求出应力偏转角.如图1（a）所示，高度H的挡墙后土体达到主动极限平衡形成土拱.在距填土表面y处取宽dy的水平向土条，长度L. 为简化计算，采用与Paik等[8]相同的圆弧拱，圆弧拱的圆心位于图中的O点，半径为R，作用在水平微单元体上的大主应力正交于虚线表示的土拱迹线，而虚线表示的土拱线即是小主应力轨迹.圆弧拱起始点D和圆心O连线与水平方向成角θ，滑裂面上任意一点处的切线与水平方向夹角为α.如果墙面光滑，此时不能形成土拱效应，圆心O 将位于无限远处.在未变形前的土条中E点取宽度dA的微单元，该单元所受竖向合力dV，该点变形后和圆心O的连线与水平方向夹角Φ.图1（a）中D点主动破坏时的Mohr应力圆如图1（c）所示，σv是主动破坏时D点的竖向应力，σh是主动破坏时D点的侧向应力，墙土界面处土体所受摩擦力τD方向向上.从图中的几何关系可以得到D点的应力关系，主动破坏时：如图1（a）所示，由于墙土摩擦角的作用，墙背D点的主应力方向已逐渐发生偏转，作用在墙背的水平向应力已经不再是小主应力. 在挡墙任意深度y处D、F两点的小主应力轨迹形成了一条圆弧拱曲线，即为小主应力拱. 在破裂面上，由极限平衡条件可知大主应力作用面与破裂面切线的夹角为β=π/4+φ/2.2 主动土压力计算2.1 墙后土体滑裂面方程在墙后有限宽度土体的情况下，已有室内模型试验表明[18]，当挡土墙在平动模式下背离填土方向达到主动极限平衡状态时，墙后有限宽度无黏土的滑裂面曲线为一条通过墙趾的对数螺旋线，滑裂面方程为：2.3 主动土压力合力及其分布在距滑楔体表面y处取一厚度为dy的水平微分单元abcd，水平微分单元的受力如图3所示. v为作用于水平微分单元顶面的平均竖向应力，v+dv为作用于水平微分单元底面的平均竖向应力. σh为挡土墙的水平反力，τD为作用在挡土墙上墙土摩擦力. σn为不动土体对滑楔体在垂直于破裂面上的反力，τf为不动土体对滑楔体的摩擦力，dW为水平微分单元自重. 当dy足够小时，bd可近似为直线，α为水平微分单元破裂面与水平面的夹角，易得：同时，针对墙后有限土体土压力计算的研究也取得了众多研究成果.如Greco V[11-12]针对无黏性土填土的有限宽度挡墙，提出多折线的土体破坏模式，采用极限平衡法推导出有限宽度土体土压力的计算公式;Frydman等[13]通过离心机试验模拟了临近基岩面的刚性挡土墙，推导出谷仓土压力公式用以计算临近基岩面挡土墙的无黏性土静止和主动土压力;Fan等[14]采用有限元研究了临近倾斜基岩面刚性挡土墙上主动土压力的分布;应宏伟等[15]对不同宽度的深基坑进行数值模拟，提出了考虑基坑宽度影响的基坑坑底抗隆起稳定分析模式，并修正了狭窄基坑被动侧的被动土压力系数;刘忠玉[16]以墙背和稳定岩质坡面间为有限无黏性填土的刚性挡土墙为研究对象，假定在平面应变条件下，墙体破坏模式为直线形或折线形滑裂面，考虑滑动土楔内水平土层间存在的平均剪应力，得到非线性分布的主动土压力表达式.但以上研究基本前提仍假定土体破坏为直线破坏模式，而很多研究均表明墙后土体的滑裂面将会是曲面[17-18]. 杨明辉等[19]开展了刚性挡墙三种不同变位模式情况下墙后有限宽度土体破坏试验，得到了墙后填土宽度较小情况下的土体破坏模式，并提出了墙体平动变位模式下土体曲线滑裂面为对数螺旋线的结论[20-21].综上，虽然墙后有限土体土压力计算在试验和理论计算方面已有不少研究，但缺乏对于此种情况下挡墙后土体土拱效应的分析. 因此，为更合理地计算土压力的分布情况，本文通过解析方法，将对土拱效应的分析运用到墙后有限宽度土体的土压力计算问题中，并针对具体的土体曲线破坏面模式，提出在曲线破坏模式下相应的主动土压力计算方法，并深入讨论土体有限宽度的界定方法，以供相关工程设计参考.1 墙后有限宽度土体情况土拱效应众所周知，当墙体产生背离土体方向位移时，墙后变形土体将与稳定土体产生剪切摩擦，从而使变形土体承受的土压力转移至周围稳定土体区域，形成土拱.在挡土墙问题中，若墙背非绝对光滑，墙土摩擦以及变形土体与稳定土体之间的摩擦必将引起土体应力偏转，土拱效应是客观存在的[6]. 而对于墙后土体宽度狭窄时，由于墙体的侧向挤压作用更易形成土拱，从而对土压力的分布产生影响. 因此，将土拱理论应用到有限宽度土体土压力计算问题中进行分析更为合理.1.1 应力状态分析Terzaghi通过活动门试验证明了土拱效应，并将其定义为土压力从屈服区域转移到邻近静止区域的现象.墙体与已有建筑物地下墙之间有限土体受力的应力偏转如图1（a）所示. 为简便起见，设土体为无黏性土，土体重度为γ，内摩擦角为φ，墙土摩擦角为δ，变形土体达到主动极限应力状态时，墙土摩擦力充分发挥. 当挡土墙为静止状态、挡土墙和填土的沉降相等时，墙土之间无摩擦，则填土中的微分单元体之大小主应力分别为竖直方向和水平方向.随着支护结构的侧移，土体逐渐出现竖向变形，墙土及土体内部剪切滑裂面摩擦力逐渐发挥作用，直至其墙后土体处于极限平衡状态时. 此时，假定有限土体产生足够的竖向变形，墙土摩擦力充分发挥，根据土拱原理，墙体相邻土体的微元之大小主应力由于受到剪切力的影响，主应力发生旋转，其主应力的方向与竖直或水平方向出现一个夹角，变形区的土体将产生应力偏转.支护结构AB与剪切滑裂面BC之间土体达到塑性平衡状态，DF之间各点的小主应力轨迹将形成一条连续的拱曲线，这时的小主应力轨迹线为一条下凸曲线.1.2 应力偏转角支护结构所承受土压力即为墙后土体水平向的侧向压力，因此土压力计算的关键在于求解支护结构之后土体的水平方向应力，但此时由于应力偏转，水平向应力已不是最小主应力，所以首先得求出应力偏转角.如图1（a）所示，高度H的挡墙后土体达到主动极限平衡形成土拱.在距填土表面y处取宽dy的水平向土条，长度L. 为简化计算，采用与Paik等[8]相同的圆弧拱，圆弧拱的圆心位于图中的O点，半径为R，作用在水平微单元体上的大主应力正交于虚线表示的土拱迹线，而虚线表示的土拱线即是小主应力轨迹.圆弧拱起始点D和圆心O连线与水平方向成角θ，滑裂面上任意一点处的切线与水平方向夹角为α.如果墙面光滑，此时不能形成土拱效应，圆心O 将位于无限远处.在未变形前的土条中E点取宽度dA的微单元，该单元所受竖向合力dV，该点变形后和圆心O的连线与水平方向夹角Φ.图1（a）中D点主动破坏时的Mohr应力圆如图1（c）所示，σv是主动破坏时D点的竖向应力，σh是主动破坏时D点的侧向应力，墙土界面处土体所受摩擦力τD方向向上.从图中的几何关系可以得到D点的应力关系，主动破坏时：如图1（a）所示，由于墙土摩擦角的作用，墙背D点的主应力方向已逐渐发生偏转，作用在墙背的水平向应力已经不再是小主应力. 在挡墙任意深度y处D、F两点的小主应力轨迹形成了一条圆弧拱曲线，即为小主应力拱. 在破裂面上，由极限平衡条件可知大主应力作用面与破裂面切线的夹角为β=π/4+φ/2.2 主動土压力计算2.1 墙后土体滑裂面方程在墙后有限宽度土体的情况下，已有室内模型试验表明[18]，当挡土墙在平动模式下背离填土方向达到主动极限平衡状态时，墙后有限宽度无黏土的滑裂面曲线为一条通过墙趾的对数螺旋线，滑裂面方程为：2.3 主动土压力合力及其分布在距滑楔体表面y处取一厚度为dy的水平微分单元abcd，水平微分单元的受力如图3所示. v为作用于水平微分单元顶面的平均竖向应力，v+dv为作用于水平微分单元底面的平均竖向应力. σh为挡土墙的水平反力，τD为作用在挡土墙上墙土摩擦力. σn为不动土体对滑楔体在垂直于破裂面上的反力，τf为不动土体对滑楔体的摩擦力，dW为水平微分单元自重. 当dy足够小时，bd可近似为直线，α为水平微分单元破裂面与水平面的夹角，易得：同时，针对墙后有限土体土压力计算的研究也取得了众多研究成果.如Greco V[11-12]针对无黏性土填土的有限宽度挡墙，提出多折线的土体破坏模式，采用极限平衡法推导出有限宽度土体土压力的计算公式;Frydman等[13]通过离心机试验模拟了临近基岩面的刚性挡土墙，推。
挡土墙土压力计算方法的探讨
（ ７ ） （ ８ ）
２１ ．有限土体主动土压力的计算
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维普资讯
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０建筑 与工程０
Ｓ Ｉ ＮＣ Ｉ ＯＲＭＡＴ ＯＮ Ｃ Ｅ Ｅ ＮＦ Ｉ
２０ ０ ７年
第 ６期
挡土墙土压 力计算方法的探讨
谢小 荣
（ 州市城 市规 划勘 测设计 研究 院 广
广东
广 州 ５ ０ ６ １ ０ ０）
摘 要 ： 典 土 压 力理 论 均 假 定 土 体 为 半 无 限 土 体 。 目前 对 于 有 限 土 体 一般 仍 采 用经 典 土 压 力理 论 ， 与 实 际情 况存 在 差 异 。 本 文 根 据 实 经 而 这 际 工程 情 况 建 立 了一 种 有 限土 体 主 动 土 侧 压 力计 算 模 式 ， 用 极 限 分 析 法虚 功 原 理 推 导 出 了计 算 公 式 ， 用 Ｖ ． 制 相 关 程 序 及 对 此 进 行 运 运 Ｂ６ ０编 计 算 分 析 ． 与 经 典 朗肯 土压 力理 论 计 算 结 果进 行 了 比较 。 并 关 键 词 ： 压 力 ； 土墙 ； 限土 体 ； 限 分 析 法 土 挡 有 极
挡土墙主动土压力系数计算方法探讨
挡土墙主动土压力系数计算方法探讨
1.修正割线法：修正割线法是一种常用的计算挡土墙主动土压力系数
的方法。
根据土体内摩擦力和侧限能以及理论分析的力学模型，可以得到
修正割线法所需的计算公式。
根据挡土墙的几何形状和土壤的性质等因素，可以在修正割线法中采用不同的修正系数，以提高计算结果的准确度。
2.土压力计算法：土压力计算法是另一种常用的计算挡土墙主动土压
力系数的方法。
它是根据土壤的基本性质和力学原理进行推导，通过对土
体的应力和变形特性进行分析，从而得到土压力的具体计算公式。
这种方
法可以根据不同的土体特性和工程要求进行调整，以得到更准确的计算结果。
在进行挡土墙主动土压力系数的计算时，需要考虑以下因素：
1.土壤的力学性质：主动土压力系数的计算需要考虑土壤的内摩擦角、侧限作用等力学参数，这些参数是确定土压力大小的关键因素。
2.挡土墙的几何形状：挡土墙的几何形状对于计算土压力系数也是非
常重要的。
如挡土墙的高度、坡度、墙面的形状等因素都会对土压力的大
小产生影响。
3.工程条件和设计要求：不同的工程条件和设计要求可能需要采用不
同的计算方法和修正系数。
在进行主动土压力系数计算时，需要充分考虑
工程实际情况和设计要求，以确保计算结果的准确性和合理性。
在进行挡土墙主动土压力系数计算时，可以采用Numerical
Modeling等计算方法以获取更精确的结果。
同时，需要注意选择合适的
计算方法和修正系数，并进行合理的校核和验证，以确保计算结果的准确
性和可靠性。
挡土墙的土压力计算
挡土墙的土压力计算挡土墙是一种用于抵御土体水平推力的结构，常见于土木工程中的路堤、堤坝、隧道、挖掘工程等。
挡土墙通常由墙体、底部基础和顶部墙帽组成。
在设计挡土墙时，需要计算土体对墙体的土压力，以确保墙体和基础的稳定性。
朗肯-库仑法是一种常用的计算土压力的方法，下面将详细介绍朗肯-库仑法的计算步骤。
1.确定土体参数：首先需要确定土体的压缩性和剪切强度参数。
通常使用的参数包括土壤的内摩擦角(φ)、土壤的内聚力(c)和土壤的重度(γ)。
这些参数可以通过实验室试验或现场勘探来获取。
2.确定土体边坡角(β)：3. 确定有效土壤重度(γeff)：有效土壤重度是指考虑挡土墙上部土体的排水和分层效应后的土体重度。
有效土壤重度的计算方式与土体情况有关，例如砂土和黏土的有效土壤重度计算方法不同。
4.划定土体压力锥：在挡土墙背面绘制一条垂直线，称为压力锥线。
穿过压力锥线的水平线与挡土墙顶部的夹角称为锥体压力角(θ)。
常见的锥体压力角一般为25°至30°。
5.计算土压力：根据朗肯-库仑法，计算挡土墙顶部到任意高度h处的土压力。
土压力可以分为水平方向和垂直方向的两个分量。
水平方向的土压力为土体的水平推力，垂直方向的土压力为土体的重力分量。
水平方向的土压力P_h可以通过以下公式计算：P_h = 1/2Cγeffh^2cos^2(β+θ)其中，C为土壤的相对压缩系数，h为墙体高度。
垂直方向的土压力P_v可以通过以下公式计算：P_v = Cγeffhcos(β+θ)其中，C为土壤的相对压缩系数，h为墙体高度。
6.计算土压力的合力：根据水平方向和垂直方向的土压力，可以计算合力的土压力。
合力的土压力可以通过以下公式计算：P=(P_h^2+P_v^2)^(1/2)7.计算挡土墙的稳定性：最后，根据挡土墙的几何形状和土压力的计算结果，计算挡土墙的稳定性。
常见的稳定性计算包括滑动稳定性、倾覆稳定性和挡土墙的整体稳定性。
挡土墙工程量计算
挡土墙工程量计算在各类建筑和土木工程中，挡土墙是一种常见且重要的结构，用于支撑填土或山坡土体，防止其坍塌和滑移。
而准确计算挡土墙的工程量对于工程的预算、设计和施工都具有至关重要的意义。
接下来，让我们详细探讨一下挡土墙工程量的计算方法。
挡土墙的类型多种多样，常见的有重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙等。
不同类型的挡土墙，其工程量计算的方法和重点也有所不同。
重力式挡土墙主要依靠自身的重力来维持稳定，通常由块石、混凝土或毛石混凝土等材料砌筑而成。
计算其工程量时，需要分别计算墙身、基础、排水设施等部分。
墙身的工程量计算相对较为复杂。
首先要测量挡土墙的长度、高度和厚度。
长度一般根据设计图纸或者实际施工的长度来确定。
高度则需要根据地形的变化和设计要求进行分段测量。
对于厚度，如果是等厚的挡土墙，直接测量一处即可；如果是变厚的，则需要根据不同的段落分别测量。
墙身的体积可以通过长度、高度和厚度的乘积来计算。
但要注意，如果墙身有倾斜度或者凹凸不平的表面，需要进行适当的修正。
基础部分的工程量计算要考虑基础的形式和尺寸。
如果是条形基础，需要测量基础的宽度、长度和深度，然后计算体积。
如果是筏板基础，则要根据基础的面积和厚度来计算体积。
排水设施是重力式挡土墙中不可忽视的一部分，常见的有泄水孔、反滤层等。
泄水孔的数量可以根据设计要求确定，每个泄水孔的工程量包括孔身的材料和施工费用。
反滤层的工程量则需要根据其面积和厚度来计算。
悬臂式挡土墙由立壁、趾板和踵板组成。
计算工程量时，要分别计算这三个部分。
立壁的工程量计算类似于重力式挡土墙的墙身，需要测量长度、高度和厚度，并计算体积。
但要注意，悬臂式挡土墙的立壁通常是变截面的，需要根据不同的高度测量不同的厚度。
趾板和踵板的工程量计算要测量其长度、宽度和厚度，然后计算体积。
此外，还需要考虑钢筋的用量，根据钢筋的规格和布置方式计算钢筋的长度和重量。
扶壁式挡土墙在悬臂式挡土墙的基础上增加了扶壁，计算工程量时要将扶壁的部分单独计算。
探究土拱效应原理求解挡土墙土压力方法的改进
探究土拱效应原理求解挡土墙土压力方法的改进本文针对土拱效应原理求解挡土墙土压力方法的改进进行探究。
对应用土拱效应基本原理对挡土墙的主动土压力强度的分布潜存所运用的滑裂面在未能达到墙后滑裂砌体水平力等问题进行浅析，提出水平力平衡的滑裂面水平倾角的计算方法。
以此按照单元水平土层的静力均衡条件创建竖向土压力强度、土压力合力及其相关的计算方法与模型试验成果作出对比，最终的结果证明，本文中使用的方法可促使最终的结果更为安全可靠。
标签：挡土墙；土拱效应原理；土压力强度1、以土拱效应原理为依据对挡土墙土压力的研究在挡土墙土压力的基本经典理论的基础上，朗金压力理论并未对墙体的摩擦作用作出综合性的考虑，由墙背滑裂土体的应力状态入手，将滑裂面作为其中的一个平面，土压力强度顺着墙体进行线性分布。
库伦土压力理论就是对墙体的摩擦作用进行了相关分析.若滑裂面作为一个平面同时能够达到土压力的最大数值，创建起滑裂面水平倾角的计算公式。
若滑裂面、墙面摩擦均匀性分布，由墙背滑动砌砌体的静力平衡得到挡土墙土压力强度沿墙背线性分布的土压力解。
此两大土压力理论，由于其计算简单与力学概念非常明确，以成为挡土墙压力的经典性理论，从而获得整个建筑工程领域的广泛推广与使用。
可是，实际的情况是，挡土墙压力强度并不是线性分布的，全国各个国家大量的室内试验与现场测试结果证明：挡土墙土压力强度是以非线性进行分布的，土压力作用点并未达到墙体高度的三分之一。
卡岗在1960年发表的《论挡土墙上非线性分布土压力》当中对于墙面垂直、墙背填筑砂性土、填土面水平的刚性挡土墙可运用水平层分析法作出了相关的计算，最终获得土压力强度沿墙高呈现非线性分布，分布的图形为曲线形。
可是，其假设水平土层的竖向应力以圆形的状态分布，但未对墙体的土拱效应作出充分的考虑；王元战通过库伦滑裂面的单元水平土层的静力平衡，对土侧压力系数作出了相关的计算，同时创建起土压力强度的计算方式，与此同时，存在假设水平土层的竖向应力以均匀的状态分布，同时亦没有考虑到土拱效应的相关问题；Handy（1985年），Paik（2003年）以土拱效应原理为依据，按朗肯滑裂面创建起土侧压力系数与土压力强度的相关计算方式；蒋波以土拱效应作为基本原理，按库伦滑裂面针对平均土侧压力系数作出了相关计算，同时由单元水平土层的静力平衡创建起土压力强度的相关计算方式。
关于挡土墙土压力简化计算方法的探讨
ｄ ｕ — Ｏ
， 、
（） ２
当挡土墙后 的填土表面有时不是一个平 面 ，且 在 路基上 还作用着 列 车荷 载和轨道 荷载等各 种情况 时 ，
０ ＋西＋６－
按 传统的库仑理论 ，其求解 土压力的公 式非常多且 过 程也非常麻烦 。
当地 面不是 一个平 面而是 多个平 面或荷 载不是均 布而是局部荷载等复杂情况 ，墙背上 土压力 应力不 是
１（ ） ｂ 可知 ，由于所 假定 的破裂 面 的位置不 同 （ 日 即
角不 同） ，Ｗ和 都 将 随之改变 ；因此 层 是 的 函 数 。当 ＝ ０ 一 时 ，Ｒ与 重合 ，Ｅ ＝ ；当 ＝ ９。 。 ０ 时 ，Ｗ＝ ，Ｅ ＝ ；当 ＞ 时 ， 。 ０ ０ Ｅ 随 增大 而增大 ； 当 等于 某一 定值 时 ，Ｅ 值 达 到最大 ，而后 它 又减 。
作者简介 ：王炳锟 （９３ ，男 ，河南 郸城 人。助理 工程师 ，硕 １８ 一）
士， 从事道路设计工作。Ｅｍ ｉ ｕ ｚ ａｇ ６ ．ｏ 。 ・ａ ：ｇｎｉ ｎ ＠１３ ｃｒ ｌ ｗ ｎ
・
１８・ ２
路 基 工 程 Ｓｂｒ ｅ ｎｉ ｅｎ ｕｇ ｄ ｇ ｅｒｇ ａ Ｅ ｎ ｉ
２ １ 年第 ６期 （ ０１ 总第 １９期 ） ５
形三节点的 坐标 ；Ｙ ，Ｙ ，Ｙ 分别为 三角形三节 点 的 Ｙ坐标 。 其形心 坐标为
＝
算 面积 和 形心 ，使 计 算 大为 简化 ，程序 长 度也 大 为
破裂角 ，Ａ Ｃ即为破裂 棱体。这个棱体上作用着三个 Ｂ
力 ，即破 裂棱体 自重 ，主动土 压力 的反力 、破裂 面上 的反 力 Ｒ 。 。Ｅ 的方 向与墙背法线成 ６角 ，且偏 于
阻止棱 体 下 滑 的方 向， 的 方 向与破 裂 面 法 线成
土拱效应原理求解挡土墙土压力方法的改进
土拱效应原理求解挡土墙土压力方法的改进摘要：对应用土拱效应原理求解挡土墙主动土压力强度分布存在其所采用的滑裂面不满足墙后滑裂楔体水平力平衡等问题进行分析，提出水平力平衡的滑裂面水平倾角的计算方法；由此根据单元水平土层的静力平衡条件建立了竖向土压力强度、挡土墙主动土压力强度、土压力合力及其作用位置的计算公式。
对运用该公式的计算结果与其他方法计算值及模型试验成果进行比较，结果表明文中方法安全性高且最接近试验结果。
关键词：挡土墙；土拱效应；滑裂面水平倾角；土压力强度分布1 引言朗肯土压力理论库伦土压力理论两大土压力理论，因其计算简单和力学概念明确而并成为挡土墙土压力的经典理论，得到工程界的广泛采用；但实际上挡土墙土压力强度并非线性分布，国内外大量的室内试验和现场测试结果表明挡土墙土压力强度呈非线性分布，土压力作用点不在1/3 墙高处。
2 墙面、滑裂面处土应力状态分析D，E两点分别为某一墙体高度Y 处水平单元土层在墙面附近土体和滑动面附近土体，土内摩擦角φ，土与墙面摩擦角δ，滑裂面水平倾角α，如图1所示。
3 滑裂面分析及其水平倾角的计算本文根据水平力平衡确定的滑裂面水平倾角大于π/4 + Φ/2, 墙面和滑裂面的主应力偏转方向相反，因此在墙面和滑裂面之间存在小主应力拱拱顶面（主应力偏转角为0）。
几种面的关系如图3 所示。
4 挡土墙主动土压力的计算公式5 本文方法计算结果与模型试验成果及其它方法计算值的比较Fang 和Ishibashi（1986年）[7]对墙背填筑砂性土（Ф=34°，δ = 17°，γ= 15.4 kNm3），填土面水平、高1 m 的直立挡土墙在平移模式下进行了主动土压力试验，极限状态下所测得的水平土压力分布及本文相应计算值如图4。
根据图4 计算的土压力结果和本文方法及其他方法的计算值如表1 所列。
6 结语⏹（1）在墙面摩擦的作用下，朗肯滑裂面已不存在，π/4 + Φ/2 面上剪应力也不再为0，文献[2]，[3]，[4]中有关的小主应力拱拱顶面的假设是不符合土力学原理的。
挡土墙计算(理正岩土)(二)
挡土墙计算(理正岩土)（二）引言概述挡土墙是一种常见的土石方工程结构，用于防止土体的滑动和坍塌，并起到支撑和保护的作用。
本文将针对挡土墙的计算问题，重点讨论理正岩土作为材料的情况。
正文内容：一、挡土墙的设计要点1. 根据挡土墙的高度和土体的性质，确定合适的墙体类型（重力墙、悬臂墙、挤土墙），并选择相应的设计方法。
2. 根据地质条件和设计要求，确定挡土墙的坡度和抗滑稳定系数。
3. 考虑挡土墙的变形控制和排水措施，以确保结构的稳定性和耐久性。
4. 根据挡土墙的使用环境和荷载情况，确定墙体的材料和强度等级。
5. 考虑施工方便性和经济性，合理确定挡土墙的尺寸和构造。
二、基本计算方法1. 根据挡土墙的几何形状和土体特性，采用等效剪切层和弯矩分析的方法进行结构计算。
2. 利用平衡条件和变形方程，计算挡土墙的稳定性和变形情况。
3. 计算挡土墙的抗滑稳定系数，包括土体内摩擦角、土体几何参数和水平荷载等的影响。
4. 根据挡土墙的受力特点和变形要求，设计合适的加固措施，如土钉、喷锚、加压板等。
5. 结合挡土墙的排水要求，设计合适的排水系统和保护措施，防止地下水对结构的影响。
三、挡土墙计算中的理正岩土特性1. 理正岩土是一种典型的岩土材料，具有一定的强度和变形特性。
2. 根据理正岩土的理论特性和实验数据，确定其内摩擦角、剪力强度和压缩模量等关键参数。
3. 考虑理正岩土的强度和变形特性对挡土墙的影响，进行合理的计算与分析。
4. 结合理正岩土的特性，优化挡土墙的结构和材料选型，提高结构的稳定性和经济性。
5. 针对理正岩土的特性，制定相应的施工和监测措施，确保挡土墙施工质量和使用安全。
四、实际案例与分析1. 通过对实际工程案例的分析，探讨挡土墙计算中理正岩土的应用与问题。
2. 分析挡土墙设计中的典型失效和安全事故案例，总结经验教训，避免类似问题的再次发生。
3. 结合实际工程的施工情况，评估挡土墙的实际受力和变形情况，验证设计计算的准确性和合理性。
挡土墙的计算技巧是怎样的(一)
挡土墙的计算技巧是怎样的（一）引言概述：
挡土墙是一项常见的工程项目，用于防止土壤的滑坡和崩塌，保护周边建筑物和基础设施的稳定。
挡土墙的设计和计算是确保其稳定性和安全性的关键步骤。
本文将介绍挡土墙计算的一些基本技巧和注意事项。
正文：
1. 挡土墙类型和材料选择
a. 不同类型的挡土墙（如重力式、悬臂式、承台式）适用于不同的土质和工程要求。
b. 材料选择应考虑墙体的承重能力、耐久性和成本效益。
2. 土壤力和荷载计算
a. 对于重力式挡土墙，应计算土壤的侧压力、水压力和附加荷载等。
b. 使用土壤力理论和地质调查数据来确定土壤力的大小和作用方向。
3. 墙体结构和几何尺寸设计
a. 根据土壤力和荷载计算结果，确定挡土墙的结构设计，例如墙体厚度、倾角和高度。
b. 针对具体工程要求，设计挡土墙的几何尺寸，如底宽、顶宽和坡度。
4. 墙体排水和防渗措施
a. 考虑挡土墙内部的排水系统，以确保土壤排水和渗透水的正常流动。
b. 采取防渗措施，如挡水板、防渗土和排水材料，以防止水分对挡土墙的破坏。
5. 施工工艺和质量控制
a. 确保施工过程符合设计要求，并进行适当的检查和测试。
b. 定期监测挡土墙的变形和应力，并采取必要的维修和加固措施。
总结：
挡土墙的计算技巧是确保挡土墙稳定性和安全性的重要环节。
合理选择材料、进行土壤力和荷载计算、设计合适的墙体结构和几何尺寸、考虑排水和防渗措施、并进行严格的施工监控，都是保证挡土墙工程质量和安全的关键要素。
在实际工程中，还应根据具体条件和要求进行细化和改进。
挡土墙土压力计算与结构设计方法
挡土墙土压力计算与结构设计方法挡土墙是一种常见的土木工程结构，用于抵抗土体的推力，保持地表稳定。
在挡土墙的设计中，准确计算和结构设计土压力是至关重要的。
本文将介绍挡土墙土压力的计算方法和结构设计要点。
首先，我们需要了解土压力的基本原理。
土压力的大小取决于土体的种类、密度、压实状态和挡土墙顶部高度等因素。
挡土墙土压力计算主要包括主动土压力和被动土压力。
主动土压力是指土体对挡土墙顶部施加的水平推力，它的大小取决于土体的粘聚力、内摩擦角和墙面的摩擦系数。
被动土压力是指土体对墙面施加的水平推力，它的大小取决于土体的内摩擦角和墙面的摩擦系数。
挡土墙土压力的计算可以采用多种方法，其中常用的方法有图解法、等效土压力法和力学分析法。
图解法是最简单直观的方法，它将土体的推力视为一个三角形或梯形的形状，根据土体的物理特性和墙面的几何形状来估算土压力的大小。
等效土压力法是一种近似计算方法，它将土体的推力视为一个等效的水平力和垂直力，根据墙面的几何形状来计算土压力的大小。
力学分析法是一种精确计算土压力的方法，它将土体的推力视为一种连续介质的应力分布，在挡土墙内部进行应力分析和平衡方程的求解。
在挡土墙的结构设计中，除了土压力的计算，还需要考虑其他一些因素。
首先是挡土墙的稳定性，即墙体的自重和抗倾覆承载力要满足一定的安全要求。
其次是挡土墙的排水和防渗性能，保证墙后的土体排水顺畅，避免积水和渗漏的问题。
此外，还需要考虑挡土墙的建造方法和材料选择，以确保结构的可靠性和经济性。
在实际应用中，挡土墙的设计要考虑土体的实际情况和工程要求，根据不同的土质和建筑条件选择合适的设计方法。
同时，需要进行合理的验算和监测，确保挡土墙的结构稳定和安全。
总之，挡土墙土压力的计算和结构设计是土木工程中的重要内容。
通过准确计算土压力，选择合适的设计方法，考虑其他因素，可以确保挡土墙的稳定性和安全性。
挡土墙的设计需要综合考虑土体特性、工程要求和实际情况，以满足工程的需要。
挡土墙主动土压力系数计算方法探讨
［ ］ 《 基 工程手 册》 写委 员会 ． 基工程 手册 ［ ． ３ 桩 编 桩 Ｍ］ 北京 ： 中
国建 筑 工业 潘 时声． ４ 桩身刚度计算 ［］ 岩土工程 学报 ，９６ ３ ：６４ ． Ｊ． １９ （ ）４ —８ ［ ］ 李显宏 ． ５ ＭＡＴ Ａ ７ Ｘ． 面设 计 与编译技 巧 ［ ． ＬＢ． 界 Ｍ］ 北京 ： 电
Ａｐｐｌ ａ ｉ ｎ ａ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｆ ｔ ｅ Ｍ ＡＴＬＡＢ ｉ ｔｏ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｃ ｏ ｕ ｅ —ｏ ｌ ｏ ｄｉ ｒ ｎｓ ｏ ｍ ａ ｉ ｎ ｆ ｒ ｅ ｐｒ ｃ ｓ ｎ ｓ ｐ ｒ ｌ ｎｇ ｐｉｅ ｌ ａ ｎｇ ｔ ａ ｆ ｒ ｔｏ ｏ ｃ ｏ ｅ ｓ
时 ， 算 的桩 顶 荷 载 、 降 值 见 表 ３ 计 沉 。
表 ３ 桩 端 ｎ＝ １９ ８６， ６ ． ｂ＝６ ３ １时 。 算 的桩 顶 荷 载 、 降值 ．７ 计 沉 位移值／ ｍ １ ｍ 荷载值／Ｎ １ ｋ ０ ０ Ｉ ５ Ｉ ｌ ｌ （ ） １ ５ ６ ８ ６ ｌ ３７６ Ｉ ５４３ Ｉ ６４６
稳 定 性 、 全性 和 造 价 。 安
１ 朗金 主动土 压 力 系数
２ 桩 侧 传 递 函数 中 ａ ｂ值 不 变 ， 端 ｎ＝３０ ０ ｂ １ ， ） ， 桩 ０ ， ＝ ０时 计 ２ ３ 实测的桩 顶荷 载 、 降值 ． 沉 算 的 桩 顶 荷 载 、 降值 见 表 ２ 沉 。 实测 的桩 顶 荷 载 、 降值 见 表 ４ 沉 。
第３ ６卷 第 ２期 ２ ０ １０ 年 １月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡ ＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣ ＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ６ ＮＯ ２ １３ ．
Ｊｎ ２ １ ａ． ００
挡土墙计算
挡土墙计算挡土墙计算：确保建筑稳定性的关键在建筑领域，挡土墙是保证建筑物稳定性、防止土壤移动和侵蚀的关键结构。
本文将详细介绍挡土墙的计算方法和设计过程，以确保其性能和安全性。
一、理解挡土墙挡土墙是一种防止土壤移动或坍塌的建筑物，广泛应用于房屋、道路、桥梁等土木工程中。
根据应用场景和土壤条件，挡土墙的设计和计算方法会有所不同。
二、挡土墙计算的核心要素挡土墙计算主要包括以下几个核心要素：1、墙高：根据应用场景和土壤条件确定墙高。
墙高直接影响到挡土墙的稳定性和承载能力。
2、墙宽：墙宽取决于墙高和土壤厚度。
在保证墙体的稳定性和承载能力的前提下，应尽量减小墙宽以减少土地占用和施工成本。
3、土壤厚度：土壤厚度对挡土墙的承载能力和稳定性具有重要影响。
土壤太薄会导致挡土墙不稳定，太厚则需要更大的墙高和墙宽。
三、挡土墙计算步骤1、确定墙高：根据应用场景和土壤条件，初步确定挡土墙的高度。
2、计算土壤压力：根据土壤性质和深度，计算作用于挡土墙的土壤压力。
3、确定墙体底部的稳定性：根据土壤性质和深度，计算挡土墙底部的稳定性，以确保墙体不会发生滑动或倾倒。
4、确定墙体侧面的稳定性：根据土壤性质和深度，计算挡土墙侧面的稳定性，以确保墙体不会发生侧向移动或变形。
5、调整墙体尺寸：根据以上计算结果，对墙体尺寸进行调整，以达到最佳的稳定性和承载能力。
四、挡土墙设计的未来展望随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，未来挡土墙设计将更加依赖于虚拟仿真和优化设计。
通过模拟不同条件下的挡土墙性能，可以更精确地预测和控制墙体在实际环境中的表现，从而提高设计质量和安全性。
总之，挡土墙计算是确保建筑物稳定性和安全性的关键过程。
通过正确计算和设计挡土墙，可以最大程度地减少潜在的土壤移动和侵蚀，从而保障土木工程的安全与性能。
在未来，随着科技的不断进步，挡土墙设计将更加智能化和精细化，为土木工程的发展提供更强大的保障。
关于挡土墙的土压力计算在路基路面工程中的教学探讨
关于挡土墙的土压力计算在路基路面工程中的教学探讨一、前言路基路面工程中，挡土墙常用于保证道路的稳定和安全。
挡土墙的最基本作用是抵抗土体对其后方的推力，即土压力。
因此，如何进行挡土墙的土压力计算是其使用的前提。
本文旨在探讨挡土墙的土压力计算在路基路面工程中的教学问题。
二、挡土墙的土压力计算1. 土压力原理在挡土墙背后的土体中，由于重力作用，土体将会产生作用在墙面上的推力，即土压力。
这个推力的大小和方向随着土体的特性、挡土墙的位置和结构等因素有关。
因此，对于挡土墙的选型和设计、施工等都需要进行土压力计算。
2. 挡土墙的土压力计算方法2.1. 应力分块法应力分块法是一种经典的挡土墙土压力计算方法，其基本思想是将土压力按不同深度分块计算，再将不同深度的土压力进行合成得到总土压力。
2.2. 经验公式法经验公式法是一种简单常用的计算方法，其基本思想是根据挡土墙的特性和土体的特征，通过统计分析等手段得到的经验公式计算土压力。
3. 土压力计算的实践应用挡土墙的土压力计算需要掌握土壤力学等相关知识，并在实际工程应用中对其进行计算和验证。
在教学中，可以通过课堂讲解、示范演示、实习等方式帮助学生掌握土压力计算方法及其应用。
三、教学探讨1. 教学内容设计针对挡土墙土压力计算，在教学中可以按照基本原理、计算方法、实际应用等方面进行内容设计，从而帮助学生全面掌握挡土墙土压力计算的相关知识。
2. 教学方法探讨在教学方法上，可以采用讲解课、案例分析、计算演练等方法，帮助学生理解和掌握土压力计算方法，并通过实验实习等方式进行实践应用。
3. 教学效果评估教学效果评估是教学过程中重要的一环，可以通过课堂提问、作业检查、综合实验等方式进行评估，以保证教学效果。
四、结论挡土墙的土压力计算是其选型、设计、施工等的前提，针对其在路基路面工程中的教学，需要掌握土壤力学等相关知识，并通过实验实习等方式进行实践应用，从而帮助学生全面掌握其相关知识。
挡土墙的计算方法
挡土墙的计算方法在土木工程领域，挡土墙是一种常见的结构，用于支撑填土或山坡土体，防止土体变形失稳。
为了确保挡土墙的稳定性和安全性，准确的计算方法至关重要。
接下来，让我们一起深入了解一下挡土墙的计算方法。
挡土墙的计算主要涉及到土压力的计算、稳定性分析以及结构设计等方面。
首先是土压力的计算。
土压力是作用在挡土墙上的主要荷载，其大小和分布直接影响挡土墙的设计。
常见的土压力理论有库仑土压力理论和朗肯土压力理论。
库仑土压力理论基于滑动楔体的静力平衡条件，适用于各种填土表面和墙背条件。
该理论认为，土压力是由墙后的填土楔体沿某一滑动面滑动而产生的。
在计算时，需要考虑墙背的倾斜程度、填土的表面坡度、填土的内摩擦角和粘聚力等因素。
朗肯土压力理论则是基于半无限土体中的应力状态，假设填土为无粘性土。
朗肯理论计算相对简单，但适用条件较为局限。
在实际工程中，需要根据具体情况选择合适的土压力理论。
对于墙背倾斜、填土表面不规则等复杂情况，可能需要采用修正的土压力理论或进行数值模拟分析。
计算出土压力后，接下来进行挡土墙的稳定性分析。
稳定性分析主要包括抗滑移稳定性和抗倾覆稳定性。
抗滑移稳定性是指挡土墙在土压力作用下，抵抗沿基底滑移的能力。
其计算公式为：抗滑力/滑动力≥规定的安全系数。
抗滑力主要由基底摩擦力和墙底的被动土压力组成，滑动力则是土压力的水平分量。
抗倾覆稳定性是指挡土墙抵抗绕墙趾转动倾覆的能力。
通过计算抗倾覆力矩和倾覆力矩，并比较它们的大小来判断。
抗倾覆力矩由挡土墙自重、墙背上的土重以及它们相对墙趾的力臂决定，倾覆力矩则主要由土压力的力矩产生。
除了稳定性分析，挡土墙的结构设计也不容忽视。
这包括挡土墙的截面尺寸确定、材料选择以及配筋设计等。
在确定截面尺寸时，需要考虑土压力的大小和分布、墙体材料的强度以及施工条件等因素。
一般来说，重力式挡土墙的截面尺寸较大，依靠自身的重力来抵抗土压力；而悬臂式和扶壁式挡土墙则通过钢筋混凝土的悬臂结构和扶壁来增强抗弯和抗剪能力。
挡土墙计算方法
挡土墙计算方法在土木工程中，挡土墙是一种常见的结构，用于支撑填土或山坡土体，防止其坍塌或滑移。
为了确保挡土墙的稳定性和安全性，需要进行准确的计算。
下面，我们就来详细介绍一下挡土墙的计算方法。
挡土墙的计算主要包括以下几个方面：土压力计算、稳定性验算、结构强度计算等。
首先是土压力计算。
土压力是作用在挡土墙上的主要荷载之一，其大小和分布直接影响着挡土墙的设计。
常见的土压力计算理论有库仑土压力理论和朗肯土压力理论。
库仑土压力理论适用于墙背倾斜、粗糙，填土面倾斜的情况。
它基于滑动楔体的静力平衡条件，计算出土压力的大小和方向。
在使用库仑土压力理论时，需要考虑墙背与填土之间的摩擦角、填土的内摩擦角、填土面的倾斜角等因素。
朗肯土压力理论则适用于墙背垂直光滑、填土面水平的情况。
该理论假设填土处于极限平衡状态，通过分析土单元体的应力状态来计算土压力。
朗肯土压力理论计算相对简单，但适用范围较窄。
在实际工程中，需要根据挡土墙的具体情况选择合适的土压力计算理论。
同时，还需要考虑土的性质、地下水的影响等因素。
接下来是稳定性验算。
挡土墙的稳定性包括抗滑移稳定性和抗倾覆稳定性。
抗滑移稳定性验算主要是检查挡土墙在土压力作用下，是否会沿基底发生滑移。
其验算公式为：抗滑力／滑动力≥ 安全系数。
抗滑力通常由基底与地基之间的摩擦力和墙身自重的水平分力组成，滑动力则主要是土压力的水平分力。
抗倾覆稳定性验算则是检查挡土墙在土压力作用下，是否会绕墙趾发生倾覆。
其验算公式为：抗倾覆力矩／倾覆力矩≥ 安全系数。
抗倾覆力矩由墙身自重、墙背填土重力以及墙底以上填土重力产生的力矩组成，倾覆力矩主要由土压力产生的力矩构成。
为了提高挡土墙的稳定性，可以采取增加墙身自重、增大基底面积、设置防滑凸榫等措施。
然后是结构强度计算。
挡土墙通常由混凝土或砖石等材料建造，需要对其进行结构强度计算，以确保墙体能够承受土压力和其他荷载的作用。
对于混凝土挡土墙，需要计算其正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力等。
挡土墙的计算技巧是怎样的(二)2024
挡土墙的计算技巧是怎样的（二）引言概述：挡土墙是一种常见的土木工程结构，用于防止土体的滑坡和侵蚀，并提供稳定的支撑。
在设计和建造挡土墙时，需要考虑各种计算技巧来确保其稳定性和安全性。
本文将介绍挡土墙计算中的五个重要方面，包括土体参数的确定、坡度角的选择、抗滑稳定性计算、抗倾覆稳定性计算以及挡土墙的排水设计。
正文：一、土体参数的确定1.1 确定土体的强度参数，包括内摩擦角和凝聚力。
1.2 通过实验室试验或现场观测，获得土体的重度、饱和度和孔隙比等参数。
1.3 考虑土体的抗侵蚀性能，选择适当的土壤类型和保护措施。
二、坡度角的选择2.1 根据挡土墙的高度和土体的强度参数，确定合适的坡度角。
2.2 对于较高的挡土墙，需要考虑土体的侧向压力以及坡度角的稳定性。
2.3 考虑挡土墙的外观要求和场地限制，选择合适的坡度角。
三、抗滑稳定性计算3.1 通过计算抗滑稳定性，评估挡土墙的稳定性。
3.2 考虑土体的重力作用、土体的抗滑性能以及墙体和基础的摩擦力。
3.3 使用标准的稳定性分析方法，如平衡法、切线法或数值计算方法。
四、抗倾覆稳定性计算4.1 确定挡土墙的倾覆力矩，考虑土体的重力和侧向压力。
4.2 考虑挡土墙和基础的摩擦力，进行倾覆稳定性计算。
4.3 使用适当的方法，如切线法或数值计算方法，进行倾覆稳定性分析。
五、挡土墙的排水设计5.1 考虑挡土墙内部的排水系统，以避免土体水分积聚。
5.2 选择适当的排水材料和排水方式，如土工织物或排水管道。
5.3 对于较高的挡土墙，考虑地下水位和渗流压力，进行排水设计。
总结：挡土墙的计算技巧包括确定土体参数、选择坡度角、进行抗滑稳定性计算、进行抗倾覆稳定性计算以及进行排水设计。
通过合理的计算和设计，可以确保挡土墙具有稳定性和安全性，有效防止土体滑坡和侵蚀的发生，同时提供可靠的支撑结构。
在实际工程中，还需要根据具体情况和要求进行进一步的分析和优化设计。
挡土墙受力分析及配筋设计
σx = σy =
∂ 2φ − fxx ∂y 2 ∂ 2φ − fy y ∂x 2
∂ 2φ ∂x∂y
…………………………………………………（2）
…………………………………………………（3） ………………………………………………………（4）
τ xy = −
其中，φ 为平面问题的应力函数，即上面所说的艾里应力函数， f x , f y 分别为 x ， y 方向 的体力。 本题中， x 方向的体力为 f x = 式得：
…………………………………………（19）
1 2 ( Ay 4 + By 3 + C1 y 2 + 2 D1 y − E1 )dy = 0 2 3 (6 A2 y + 2 B2 ) ydy = 0
………………………（20）
………………………………………（21）
由以上 7 式化简后联立可解得： A =
2ρ 2 g 3ρ 2 g 1 ， B = 0，C = ， D = − ρ2g ， 3 2b 2 b
1 3
σ y = k 0 ( Axy 3 + Bxy 2 + Cxy + Dx)
1 2 1 2
………………………………（13）
τ xy = −[ k 0 x 2 (3 Ay 2 + 2By + C) + (− Ay 4 − By3 − C1 y 2 − 2D1 y + E1 )] …（14）
1.5 考虑应力边界条件
d 20 f c = 9.6 N / mm 2 ，且 h0 = 500 − (c + ) = 500 − (25 + ) = 465mm ，这样，问题的求解转 2 2
挡土墙稳定计算
挡土墙稳定计算挡土墙稳定计算1. 引言挡土墙是土木工程中常见的结构，用于控制土体的稳定，防止土体滑动、塌方等不稳定情况的发生。
本文将介绍挡土墙的稳定计算方法。
2. 挡土墙的结构类型挡土墙的结构类型多种多样，常见的有重力式挡土墙、加筋土壤墙、悬臂式挡土墙等。
每种结构类型有其适用的工程情况和稳定计算方法。
3. 土体参数的确定在进行挡土墙的稳定计算前，需要确定土体的参数，包括土体的抗剪强度、重度和内摩擦角等。
这些参数可以通过实验室试验或现场测试得到。
4. 土体侧压力的计算土体侧压力是挡土墙稳定计算中重要的参数之一。
根据土体的性质和墙体结构类型，可以采用不同的方法来计算土体的侧压力。
5. 挡土墙的稳定计算方法根据挡土墙的结构类型和土体参数，可以采用不同的稳定计算方法，包括平衡法、弹性法、极限平衡法等。
根据具体工程情况，选择合适的稳定计算方法进行计算。
6. 挡土墙的稳定性分析在进行挡土墙的稳定性分析时，需要考虑墙体的稳定性和土体的稳定性。
通过计算墙体的滑动稳定性和倾覆稳定性，判断挡土墙的整体稳定性。
7. 挡土墙的设计和加固措施根据挡土墙的稳定性分析结果，设计合理的挡土墙结构，并加固不稳定部分。
常用的挡土墙加固措施包括加筋、加固层等。
8. 挡土墙的施工与监测挡土墙的施工需要按照设计要求进行，同时需要进行监测，及时发现问题并采取措施。
监测内容包括挡土墙的变形、土体的应力等。
9. 结论对挡土墙的稳定计算方法进行了详细的介绍，并提出了设计和施工上的注意事项。
附件：1. 挡土墙稳定计算表格（示例）2. 挡土墙设计图纸（示例）3. 挡土墙施工合同（示例）法律名词及注释：1. 土木工程法：土木工程专门处理土木结构的设计、施工和维护等方面的法律法规。
2. 挡土墙设计规范：国家制定的挡土墙设计规范，规定了挡土墙的设计要求和计算方法等。