挡土墙稳定分析

挡土墙稳定分析
（—）浆砌石挡土墙稳定分析
（1）计算简图：
(2)荷载计算
计算参数
土的容重γ土=19.0kN/m³、水的容重γ水=19.0kN/m³、土的内摩擦角φ=30°、土的粘聚力C=30KPa、填土深度h1=1.15m、填土倾角β=0°、墙后水深h2=0.0m、砌体容重γ=23.0kN/m³、墙顶宽B1=0.3m、墙高H1=1.15m、墙底宽B2=0.645m、墙前水深h0=0.377m、库伦主动土压力系数K0=0.46、墙背与铅垂面夹角
ε=16.7°、墙背与填土摩擦角δ=15、地基承载力设计值fa=180kpa。

①静水压力计算
运用公式：p=1/2×γW×H水2
P水=0.5×9.81×0.377×0.377
P水=0.697kN
②扬压力计算
运用公式：U=γW×A
P扬=0.5×0.981×0.377×0.645
P扬=1.193kN
③土压力计算
运用公式：Pa=1/2×γ土×H土2×Ka
Pa=0.5×19×1.15×1.15×0.46
Pa=2.984kN
所以Pax=2.539kN ,Pay=1.568kN
④自重计算
运用公式：Ｗ=γ×A
W１＝０.３×１.１５×２３
W１＝７.９３５ｋＮ
Ｗ２＝０.５×０.３４５×１.１５×２３
Ｗ２＝４.５６３ｋＮ
（３）抗滑稳定验算
墙底对地基的摩擦系数ｕ，查表５．４得ｕ＝0.3 。

Kａ＝（W+Pａｙ－P扬）/（Pａｘ-P 水）得抗滑稳定安全系数
Kａ＝（W+Pａｙ－P扬）/（Pａｘ-P水）
Ｋａ＝（１２.４９８+１.５６８－１.１９３）×u/（２.５３９-０.６９７）
Kａ＝２.１＞１.３，安全。

（４）抗倾覆验算
①求出作用在挡土墙上诸力对墙址O点的力臂。

自重W１的力臂ａ１＝０.１５ｍ
自重Ｗ２的力臂ａ２＝０.４１５ｍ
扬压力P扬的力臂ａ３＝０.３２３ｍ
土压力Pａｘ的力臂ａ４＝０.３８３ｍ
土压力Pａｙ的力臂ａ５＝０.５３ｍ
水压力P水的力臂ａ６＝０.２７６ｍ。

计算结果（M顺/M逆）=３.０２>1.6。

安全。

（5）地基承载力验算
①作用在基础底面上总的竖向力
N=W+Pay-P扬
=12.498+1.568-1.193
=12.873kN。

②求出作用在挡土墙上诸力对基底面形心点的力臂。

自重W１的力臂b１＝０.１73ｍ
自重Ｗ２的力臂b２＝０..093ｍ
扬压力P扬的力臂b３＝０.0ｍ
土压力Pａｘ的力臂b４＝０.383ｍ
土压力Pａｙ的力臂b５＝０.208ｍ
水压力P水的力臂b６＝０.２７６ｍ。

③求出作用在挡土墙上诸力对基础地面形心点的力矩。

运用公式：
σmax=（W1+W2+Pay-P扬）/T+6×ΣM/T^2
σmin=（W1+W2+Pay-P扬）/T-6×ΣM/T^2
所以：σmax=40.18kpa
σmin=－0.266kpa
所以:(σmax+ σmin)/2=(40.18－0.266)/2
=19.96kpa<fa=180kpa
σmax=40.18=<1.2×fa=1.2×180=216kpa
基底平均应力与最大应力均满足要求。

综上所述，该挡土墙稳定。

（二）现浇砼挡土墙稳定分析
(1)计算简图：
（2）荷载计算
土的容重γ土=19.0kN/m³、水的容重γ水=19.0kN/m³、土的内摩擦角φ=30°、土的粘聚力C=30KPa、填土深度h1=0.85m、填土倾角β=0°、墙后水深h2=0.0m、砌体容重γ=24kN/m³、墙宽B1=0.12m、墙前水深h0=0.177m、库伦主动土压力系数K0=0.35、承载力设计值fa=180kpa。

①静水压力计算
运用公式：p=1/2×γW×H水2
P水=0.5×9.81×0.177×0.177
P水=0.154kN
②扬压力计算
运用公式：U=γW×A
P扬=0.5×0.981×0.177×0.12
P扬=0.104kN
③土压力计算
运用公式：Pa=1/2×γ土×H土2×Ka
Pa=0.5×19×0.85×0.85×0.35
Pa=2.40kN
④自重计算
运用公式：Ｗ=γ×A
W=24×0.12×0.85
W=2.45kN
⑤拉杆拉力
根据土压力与水压力受力平衡可得拉杆拉力F=1.54kN。

（3）抗滑稳定验算
墙底对地基的摩擦系数ｕ，查表５．４得ｕ＝0.45 。

据现场情况，配有拉杆，滑动力为0.所以安全。

（4）抗倾覆验算
①求出作用在挡土墙上诸力对墙址点的力臂。

自重的力臂a1=0.06m
水压力的力臂a2=0.209m
扬压力的力臂a3=0.04m
土压力的力臂a4=0.283m
拉杆拉力的力臂a=0.8m
计算结果（M顺/M逆）=1.48>1.3。

安全。

（5）地基承载力验算
①作用在基础地面总的竖向力
N=W-P扬=2.45-0.104
N=2.346kN
②求出作用在挡土墙上诸力对基础地面形心力臂。

自重的力臂b1=0.0m
水压力的力臂b2=0.209m
扬压力的力臂b3=0.02m
土压力的力臂b4=0.283m
拉杆拉力的力臂b5=0.85m
运用公式：
σmax=N/T+6×ΣM/T^2
σmin=N/T-6×ΣM/T^2
所以：σmax=172.61kpa
σmin=－133.51kpa。

所以:(σmax+σmin)/2=(172.61－133.51）/2
=19.55<fa=180kpa
σmax=172.61<1.2fa=1.2×180=216kpa。

基地平均应力与最大应力均满足要求。

综上所述，该挡土墙稳定。