挡土墙验算(优化)
挡土墙稳定性验算
挡土墙稳定性验算在各类工程建设中,挡土墙扮演着重要的角色,它能够有效地防止土体坍塌、保持边坡稳定。
然而,为了确保挡土墙在其使用寿命内能够安全可靠地发挥作用,对其进行稳定性验算是至关重要的。
挡土墙稳定性验算的目的在于评估挡土墙在各种可能的荷载作用下,是否能够保持自身的平衡和稳定,避免发生滑移、倾覆、地基承载力不足等破坏形式。
这需要综合考虑多种因素,包括墙身的几何形状、墙体材料的特性、填土的性质、地下水的影响以及外部荷载的情况等。
首先,让我们来了解一下挡土墙可能面临的破坏形式。
滑移破坏是指挡土墙沿着墙底与地基接触面发生水平滑动。
这种破坏通常是由于墙后土压力过大,超过了墙底与地基之间的摩擦力所致。
倾覆破坏则是挡土墙绕墙趾转动而倾倒,这往往是因为墙后土压力的合力作用点超出了墙底的宽度范围。
此外,还有由于地基承载力不足导致的墙体下沉、开裂,甚至整体坍塌的情况。
为了进行挡土墙稳定性验算,我们需要明确一些关键的参数和条件。
挡土墙的高度、宽度、墙背的倾斜角度等几何参数直接影响着其稳定性。
墙体材料的重度、抗压强度、抗剪强度等力学性能也是重要的考量因素。
填土的重度、内摩擦角、黏聚力等性质会对墙后土压力的大小和分布产生影响。
同时,地下水的存在会增加土的重度,降低土的抗剪强度,从而对挡土墙的稳定性产生不利影响。
在进行稳定性验算时,通常需要分别计算挡土墙的抗滑移稳定性和抗倾覆稳定性。
对于抗滑移稳定性,我们要计算墙底与地基之间的摩擦力和水平推力。
摩擦力等于墙底与地基之间的摩擦系数乘以墙底的垂直压力。
水平推力则是由墙后土压力引起的。
如果摩擦力大于水平推力,那么挡土墙在抗滑移方面是稳定的;反之,则不稳定。
抗倾覆稳定性的验算则是比较墙体重心与墙后土压力合力作用点之间的相对位置。
通过计算挡土墙绕墙趾的抗倾覆力矩和倾覆力矩,如果抗倾覆力矩大于倾覆力矩,那么挡土墙在抗倾覆方面是稳定的;否则,就存在倾覆的风险。
在实际工程中,还需要考虑一些其他因素来提高挡土墙稳定性验算的准确性和可靠性。
挡土墙验算
1——1′剖面下望州大道挡墙稳定性验算一土压力验算墙身尺寸:墙身总高: 13.240(m)上墙高: 5.600(m)墙顶宽: 1.000(m)台宽: 0.900(m)面坡倾斜坡度: 1:0.050上墙背坡倾斜坡度: 1:0.360下墙背坡倾斜坡度: 1:-0.250采用2个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.450(m)墙趾台阶h1: 0.900(m)墙趾台阶b2: 0.450(m)墙趾台阶h2: 0.450(m)墙趾台面坡坡度为: 1:0.000墙底倾斜坡率: 0.100:1下墙土压力计算方法: 力多边形法物理参数: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: 0.400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)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: 19.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa)墙底摩擦系数: 0.400地基土类型: 岩石地基地基土内摩擦角: 30.000(度)坡线土柱:坡面线段数: 1折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 10.000 0.200 1第1个: 距离2.000(m),宽度10.000(m),高度0.500(m)作用于墙上的附加外荷载数: 1 (作用点坐标相对于墙左上角点)荷载号 X Y P 作用角(m) (m) (kN) (度)1 3.500 -7.000 0.000 190.000地面横坡角度: 10.000(度)墙顶标高: 0.000(m)=====================================================================第 1 种情况: 一般情况[土压力计算] 计算高度为 13.582(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角: 28.940(度)Ea=199.653 Ex=92.169 Ey=177.105(kN) 作用点高度 Zy=1.868(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=24.602(度) 第1破裂角=28.890(度)Ea=182.810 Ex=92.503 Ey=157.679(kN) 作用点高度 Zy=1.883(m) 计算下墙土压力按力多边形法计算得到:破裂角: 35.003(度)Ea=246.333 Ex=245.883 Ey=14.883(kN) 作用点高度 Zy=3.470(m) 墙身截面积 = 39.814(m2) 重量 = 915.721 kN衡重台上填料重 = 66.624(kN) 重心坐标(2.488,-3.208)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.400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 = 977.469(kN) En = 205.376(kN) Wt = 97.747(kN) Et = 319.536(kN) 滑移力= 221.789(kN) 抗滑力= 473.138(kN)滑移验算满足: Kc = 2.133 > 1.300地基土摩擦系数 = 0.400地基土层水平向: 滑移力= 338.386(kN) 抗滑力= 466.395(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.378 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 2.635 (m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 4.548 (m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 9.523 (m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 4.283 (m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 3.129 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 1650.250(kN-m) 抗倾覆力矩= 3459.543(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.096 > 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水平投影宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力 = 1154.906(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1809.294(kN-m) 基础底面宽度 B = 3.415 (m) 偏心距 e = 0.141(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.567(m)基底压应力: 趾部=421.915 踵部=254.433(kPa)最大应力与最小应力之比 = 421.915 / 254.433 = 1.658作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.141 <= 0.200*3.415 = 0.683(m)地基承载力验算满足: 最大压应力=421.915 <= 500.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五) 上墙截面强度验算上墙重力 Ws = 276.662 (kN)上墙墙背处的 Ex = 92.503 (kN)上墙墙背处的 Ey = 33.301 (kN)相对于上墙墙趾,上墙重力的力臂 Zw = 1.291 (m)相对于上墙墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 1.883 (m)相对于上墙墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 2.618 (m)[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾,合力作用力臂 Zn = 0.872(m)截面宽度 B = 3.296 (m) 偏心距 e1 = 0.776(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.776 <= 0.300*3.296 = 0.989(m)截面上压应力: 面坡=226.898 背坡=-38.814(kPa)压应力验算满足: 计算值= 226.898 <= 2100.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 38.814 <= 150.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -9.552 <= 110.000(kPa)斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足: 计算值= 43.694 <= 110.000(kPa)(六) 墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积 = 39.216(m2) 重量 = 901.973 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.640 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力 = 1141.158(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1807.922(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.584(m)截面宽度 B = 3.500 (m) 偏心距 e1 = 0.166(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.166 <= 0.300*3.500 = 1.050(m)截面上压应力: 面坡=418.735 背坡=233.263(kPa)压应力验算满足: 计算值= 418.735 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -33.732 <= 110.000(kPa)(七) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 11.890(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角: 28.940(度)Ea=199.653 Ex=92.169 Ey=177.105(kN) 作用点高度 Zy=1.868(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=24.602(度) 第1破裂角=28.890(度)Ea=182.810 Ex=92.503 Ey=157.679(kN) 作用点高度 Zy=1.883(m) 计算下墙土压力按力多边形法计算得到:破裂角: 34.629(度)Ea=176.986 Ex=176.663 Ey=10.693(kN) 作用点高度 Zy=2.785(m)[强度验算]验算截面以上,墙身截面积 = 34.465(m2) 重量 = 792.700 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.742 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力 = 1027.696(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1036.678(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.009(m)截面宽度 B = 2.938 (m) 偏心距 e1 = 0.460(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.460 <= 0.300*2.938 = 0.881(m)截面上压应力: 面坡=678.582 背坡=21.007(kPa)压应力验算满足: 计算值= 678.582 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -48.303 <= 110.000(kPa) 二、滑坡推力验算滑坡推力作用于上墙中点和下墙中点,滑坡推力分别为60.84KN/m和76.48KN/m 墙身截面积 = 39.814(m2) 重量 = 915.721 kN衡重台上填料重 = 66.624(kN) 重心坐标(2.488,-3.208)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.400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)滑移力= 35.49 抗滑力= 1008.70滑移验算满足: Kc = 11.37>1.05地基土摩擦系数 = 0.400地基土层水平向: 滑移力= 135.23(kN) 抗滑力= 1006.20(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 2.986 > 1.05(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 2.635 (m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 3.48 (m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 10.5 (m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 4.46 (m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 3.82 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 916.83(kN-m) 抗倾覆力矩= 2684.49(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.928 > 1.25(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水平投影宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力 = 1006.195(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1767.659(kN-m) 基础底面宽度 B = 3.415 (m) 偏心距 e = -0.047(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.757(m)基底压应力: 趾部=270.066 踵部=318.353(kPa)最大应力与最小应力之比 = 270.066 / 318.353 = 0.848作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.047 <= 0.200*3.415 = 0.683(m)地基承载力验算满足: 最大压应力=318.353 <= 500.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基,不作强度验算(五) 上墙截面强度验算上墙重力 Ws = 276.662 (kN)上墙墙背处的 Tx = 50.92 (kN)上墙墙背处的 Ty = 10.56 (kN)相对于上墙墙趾,上墙重力的力臂 Zw = 1.291 (m)相对于上墙墙趾,上墙Tx的力臂 Zy = 2.858 (m)相对于上墙墙趾,上墙Ty的力臂 Zx = 2.267 (m)[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾,合力作用力臂 Zn = 0.731(m)截面宽度 B = 3.296 (m) 偏心距 e1 = 0.917(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.917 <= 0.300*3.296 = 0.989(m)截面上压应力: 面坡=232.658 背坡=-58.370(kPa)压应力验算满足: 计算值= 232.658 <= 2100.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 58.370 <= 150.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 18.178 <= 110.000(kPa)斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足: 计算值= 38.990 <= 110.000(kPa)(六) 墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积 = 39.216(m2) 重量 = 901.973 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.640 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力 = 925.818(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1555.866(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.681(m)截面宽度 B = 3.500 (m) 偏心距 e1 = 0.069(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.069 <= 0.300*3.500 = 1.050(m)截面上压应力: 面坡=296.021 背坡=233.018(kPa)压应力验算满足: 计算值= 296.021 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 38.64 <= 110.000(kPa)(七) 台顶截面强度验算验算截面以上,墙身截面积 = 34.465(m2) 重量 = 792.700 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 2.742 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力 = 816.545(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1579.239(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.934(m)截面宽度 B = 2.938 (m) 偏心距 e1 = -0.466(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.466 <= 0.300*2.938 = 0.881(m)截面上压应力: 面坡=13.603 背坡=542.437(kPa)压应力验算满足: 计算值= 542.437 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 46.045 <= 110.000(kPa)综上,通过土压力和滑坡推力两种方式对1——1′剖面的下望州大道挡墙进行验算表明,均满足要求。
挡土墙抗倾覆稳定性验算例题
挡土墙抗倾覆稳定性验算例题假设挡土墙的高度为6米,墙后填土的重度为18kN/m³,填土面与墙面摩擦角为30度,水平地震分析加速度为0.15g,垂直地震分析加速度为0.1g。
现在来计算挡土墙的抗倾覆稳定性。
步骤如下:1.计算填土的横向作用力填土的横向作用力 = 填土重度 x 墙高 x 墙宽= 18 kN/m³ x 6m x 1m= 108 kN/m2.计算填土与墙面之间的摩擦力填土与墙面之间的摩擦力 = 填土的横向作用力 x 摩擦系数= 108kN/m x tan(30度)= 62.4 kN/m3.计算水平方向的地震作用力水平方向的地震作用力 = 0.15g x 1g x 填土重度 x 墙高 x 墙宽= 0.15 x 1 x 18 kN/m³ x 6m x 1m= 16.2 kN/m4.计算垂直方向的地震作用力垂直方向的地震作用力 = 0.1g x 1g x 填土重度 x 墙高 x 墙宽= 0.1 x 1 x 18 kN/m³ x 6m x 1m= 10.8 kN/m5.计算倾覆力矩倾覆力矩 = 填土的横向作用力 x 墙高/2 + 填土与墙面之间的摩擦力 x 墙高/3+ 水平方向的地震作用力 x 墙高/3 + 垂直方向的地震作用力 x 墙高/3 = 108 kN/m × 6m/2 + 62.4 kN/m × 6m/3 + 16.2 kN/m × 6m/3 + 10.8 kN/m × 6m/3= 876.6 kN·m6.计算抗倾覆稳定系数抗倾覆稳定系数 = 倾覆力矩 / 抵抗倾覆力矩= 倾覆力矩 / (填土的横向作用力 x 墙高/2)= 876.6 kN·m / (108 kN/m × 6m/2)= 2.04因此,挡土墙的抗倾覆稳定系数为2.04,满足抗倾覆的要求。
挡土墙稳定性验算
挡土墙稳定性验算在土木工程中,挡土墙是一种常见的结构,用于支撑土体或防止土体坍塌。
为了确保挡土墙在使用过程中的安全性和稳定性,进行稳定性验算是至关重要的。
挡土墙的稳定性主要包括抗滑移稳定性和抗倾覆稳定性两个方面。
抗滑移稳定性是指挡土墙在水平推力作用下,抵抗沿基底滑移的能力;抗倾覆稳定性则是指挡土墙抵抗绕墙趾转动而倾倒的能力。
首先,我们来看看抗滑移稳定性的验算。
在这个过程中,需要考虑挡土墙所受到的各种力。
其中,主要的作用力包括墙后土压力、墙身自重、基底摩擦力等。
墙后土压力的大小和分布取决于土体的性质、墙的高度和坡度等因素。
一般来说,可以采用库仑土压力理论或朗肯土压力理论来计算。
墙身自重是一个垂直向下的力,其大小取决于墙的材料和体积。
基底摩擦力则与基底材料的摩擦系数以及墙身自重有关。
在进行抗滑移稳定性验算时,通常采用以下公式:\K_s =\frac{F_{friction}}{F_{slide}}\geq 13\其中,\(K_s\)为抗滑移稳定安全系数,\(F_{friction}\)为基底的摩擦力总和,\(F_{slide}\)为作用于挡土墙上的水平滑移力总和。
如果计算得到的\(K_s\)大于等于 13,则说明挡土墙在抗滑移方面是稳定的;否则,就需要采取相应的措施来增强其稳定性,比如增加基底宽度、设置防滑齿坎或者采用更粗糙的基底材料等。
接下来,是抗倾覆稳定性的验算。
抗倾覆稳定性的验算主要是考察挡土墙在受到外力作用时,是否会绕墙趾发生倾覆。
在这个验算过程中,需要计算作用于挡土墙上的各种力矩,包括墙后土压力产生的力矩、墙身自重产生的力矩以及基底反力产生的力矩等。
抗倾覆稳定性验算的公式为:\K_t =\frac{M_{resisting}}{M_{overturning}}\geq 15\其中,\(K_t\)为抗倾覆稳定安全系数,\(M_{resisting}\)为抗倾覆力矩总和,\(M_{overturning}\)为倾覆力矩总和。
挡土墙稳定性验算
挡土墙稳定性验算在各类土木工程建设中,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,防止土体变形失稳。
为了确保挡土墙在使用过程中的安全性和可靠性,进行稳定性验算是至关重要的环节。
挡土墙稳定性验算的目的,简单来说,就是判断挡土墙在各种可能的荷载作用下,是否能够保持稳定,不发生滑动、倾覆或地基承载力不足等破坏现象。
这就好比我们要确保一座房子在风雨中不会倒塌一样,需要对其结构的稳定性进行仔细的分析和计算。
在进行稳定性验算之前,我们首先要了解挡土墙所承受的荷载。
这些荷载主要包括土压力、墙身自重、墙顶荷载等。
土压力是其中最为关键的荷载,它的大小和分布形式取决于填土的性质、墙的高度和形状等因素。
对于土压力的计算,常用的方法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,填土表面倾斜的情况;朗肯土压力理论则适用于墙背垂直光滑、填土表面水平的情况。
在实际工程中,需要根据具体情况选择合适的土压力计算方法。
接下来,我们来看看挡土墙稳定性验算的主要内容。
滑动稳定性验算就是其中之一。
它主要是检查挡土墙在水平方向上是否会因为土压力等水平荷载的作用而发生滑动。
计算时,需要考虑墙底与地基之间的摩擦力以及墙后土体的抗滑力,将其与土压力等水平推力进行比较。
如果抗滑力大于水平推力,那么挡土墙在滑动方面就是稳定的;反之,则不稳定,需要采取相应的加固措施,比如增加墙底宽度、设置防滑键等。
除了滑动稳定性,倾覆稳定性验算也不容忽视。
这是为了防止挡土墙绕墙趾发生倾覆破坏。
在计算时,需要分别计算出作用在挡土墙上的所有竖向力和水平力对墙趾产生的力矩。
如果抗倾覆力矩大于倾覆力矩,那么挡土墙在倾覆方面就是稳定的;否则,就需要调整挡土墙的尺寸或者采取其他措施来增加抗倾覆能力,比如增加墙身重量、降低墙高、改变墙背坡度等。
此外,地基承载力验算也是必不可少的。
因为如果地基不能承受挡土墙传来的压力,就会发生不均匀沉降甚至地基破坏,从而影响挡土墙的稳定性。
挡土墙的设计与验算(全文)
挡土墙的设计与验算(全文)文档一:正文:一、挡土墙的设计与验算1.1 挡土墙的概述挡土墙是一种用于固定土壤、抵抗土壤水平力和保护土壤稳定性的结构物。
它通常由混凝土、钢筋等材料构建而成,具有一定的高度和厚度,并按照一定的设计规范进行设计。
1.2 挡土墙的分类挡土墙可以根据材料的不同进行分类,常见的挡土墙类型包括重力式挡土墙、加筋土挡墙、悬臂式挡土墙等。
根据挡土墙的用途不同,还可以将其分为挡土墙、导堤墙、防波堤墙等。
1.3 挡土墙的设计原则挡土墙的设计应符合以下原则:(1)满足土壤水平力和地震力的要求;(2)满足挡土墙的稳定性和强度要求;(3)满足挡土墙的变形要求;(4)考虑挡土墙与周围环境的协调性。
1.4 挡土墙的设计流程挡土墙的设计流程包括以下步骤:(1)确定设计参数,包括土壤类型、土壤的摩擦角、土壤的内摩擦角、土壤的饱和度等;(2)进行土壤抗剪强度的计算;(3)根据土壤的性质和设计要求,确定挡土墙的类型和尺寸;(4)进行挡土墙的受力分析,计算挡土墙的稳定性;(5)根据挡土墙的受力情况,设计挡土墙的结构和加筋方式;(6)进行挡土墙的验算,确定挡土墙的稳定性和安全性。
1.5 挡土墙的验算挡土墙的验算应满足以下要求:(1)挡土墙的稳定性要符合设计要求;(2)挡土墙的结构要满足强度要求;(3)挡土墙的变形要符合设计要求;(4)挡土墙的安全系数要满足设计要求。
附件:挡土墙的设计流程图法律名词及注释:1. 挡土墙:结构用于抵抗土壤水平力和保护土壤稳定性的墙体。
2. 加筋土挡墙:在土壤中加入钢筋或网格布等强化材料的挡土墙。
3. 悬臂式挡土墙:以一端支撑为主的挡土墙,常用钢结构。
4. 土壤抗剪强度:土壤抵抗剪切破坏的能力。
5. 受力分析:对挡土墙所受到的荷载进行计算和分析。
6. 安全系数:挡土墙强度与荷载之比,用于反映挡土墙的安全性。
文档二:正文:一、土壤中挡土墙的设计与验算方法1.1 挡土墙的定义与分类挡土墙是用于固定土壤、保护土质和抵抗水平力的一种工程结构。
挡土墙稳定性验算doc文档全文预览(一)2024
挡土墙稳定性验算doc文档全文预览(一)引言概述:挡土墙是一种常用的土木结构,用于抵抗土壤的侧向压力,并保持土壤的稳定。
为保证挡土墙的设计和施工安全可靠,稳定性验算是必不可少的步骤。
本文将以挡土墙稳定性验算为主题,从土壤力学原理出发,分析挡土墙在水平和垂直力作用下的稳定性,并介绍相应的验算方法。
正文内容:一、土壤力学原理1. 应力与应变关系2. 土壤强度特性3. 侧向土压力分布理论二、挡土墙在水平力作用下的稳定性验算1. 水平力的作用机理分析2. 挡土墙的抗滑稳定性验算3. 挡土墙的抗倾覆稳定性验算4. 挡土墙的抗翻转稳定性验算5. 挡土墙的水平位移控制三、挡土墙在垂直力作用下的稳定性验算1. 垂直载荷的作用机理分析2. 挡土墙的抗沉陷稳定性验算3. 挡土墙的抗浮起稳定性验算4. 挡土墙的抗渗稳定性验算5. 挡土墙的变形控制四、挡土墙的材料选择和施工要求1. 挡土墙的材料选择要点2. 挡土墙的基础设计要求3. 挡土墙的结构设计要求4. 挡土墙的施工方法介绍5. 挡土墙的监测与维护五、实例分析与案例分享1. 挡土墙稳定性验算实例分析2. 挡土墙稳定性验算的典型案例分享3. 挡土墙稳定性验算的工程应用案例总结:通过对挡土墙的稳定性验算进行详细讨论和分析,我们可以更全面地了解挡土墙的设计和施工要求。
合理的稳定性验算可以确保挡土墙在运行过程中的安全稳定性,提高工程的可靠性和耐久性。
在实际工程中,根据具体情况进行验算和监测,并及时修正设计或施工方案,以确保挡土墙的设计和施工质量。
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引言概述:
本文将对挡土墙的稳定性进行验算、分析和评估。
挡土墙是一种用于固定土方或防止土体侵蚀的结构工程,其稳定性是确保工程安全性的重要因素。
文中将通过计算和分析挡土墙的自重、土体压力、抗滑承载力、抗倾覆承载力以及抗拔承载力等各项指标,对挡土墙的稳定性进行全面评估。
正文内容:
1.挡土墙的设计参数
1.1持倚高度、挡土墙的宽度和坡度
1.2用于挡土墙的土体特性
1.3构建挡土墙的材料选择
2.挡土墙的自重和土体压力计算
2.1自重的计算方法
2.2土体压力的计算方法
2.3与挡土墙稳定性有关的自重和土体压力的影响因素
3.挡土墙的抗滑稳定性验算
3.1抗滑力的计算方法
3.2滑动稳定性验算的基本原理
3.3挡土墙稳定性验算的应力状态分析
4.挡土墙的抗倾覆稳定性验算
4.1抗倾覆力的计算方法
4.2倾覆稳定性验算的基本原理
4.3挡土墙抗倾覆稳定性验算的力平衡分析
5.挡土墙的抗拔稳定性验算
5.1抗拔力的计算方法
5.2拔出稳定性验算的基本原理
5.3挡土墙抗拔稳定性验算的形状效应考虑
总结:
挡土墙的稳定性是工程建设中的重要问题,该文通过对挡土墙的自重、土体压力、抗滑承载力、抗倾覆承载力以及抗拔承载力的计算和分析,对挡土墙的稳定性进行了全面的验算和评估。
在实际工程中,必须根据具体情况仔细选择适当的设计参数和材料,并严格按照设计要求进行建设,以确保挡土墙的稳定和安全。
砌体地下室外墙(挡土墙)验算:
砌体地下室外墙(挡土墙)验算:【正文】砌体地下室外墙(挡土墙)验算1. 引言砌体地下室外墙(挡土墙)是建筑工程中用来抵御土压力、桩基水压和地下水的一种结构墙体。
本文旨在提供详细的验算方法和步骤,以确保砌体地下室外墙(挡土墙)的结构安全和稳定。
2. 地基条件在开始砌体地下室外墙(挡土墙)的验算之前,需要详细了解地基条件。
包括地下水位、土壤类型、土层厚度、土壤分类等参数。
3. 地下水位与土压力计算根据地下水位和土层厚度,计算土压力的大小。
考虑在地基中可能存在的不同土层,采用等效土层法进行土压力的计算。
4. 挡土墙的结构设计砌体地下室外墙(挡土墙)的结构设计是确保其稳定性和承载能力的关键。
需考虑墙体的高度、宽度、厚度、墙身坚固程度等参数,以满足承受土压力和地下水压力的要求。
5. 墙体荷载的计算考虑到墙体承受的其他荷载,如冲击力、风载和地震力等因素,对墙体荷载进行详细计算。
6. 抗倾覆验算由于挡土墙在承受土压力时可能发生倾覆,需要对其进行抗倾覆验算。
通过计算倾覆稳定性系数,确定挡土墙的设计安全性。
7. 挡土墙的加固措施针对砌体地下室外墙(挡土墙)在验算中可能出现的安全隐患,提出相应的加固措施和建议。
8. 结构施工方案提供详细的结构施工方案,包括挡土墙的砌筑方法、材料选用、连接件的设置等,以确保施工质量和结构稳定。
9. 扩展内容1)本所涉及的附件如下:附件1:地基条件调查报告附件2:土压力计算表格附件3:挡土墙结构设计图纸附件4:墙体荷载计算表格附件5:倾覆验算计算表格附件6:挡土墙加固方案2)本所涉及的法律名词及注释:法律名词1:地基条件调查 - 指对建筑工程所在地的地基情况进行调查的活动。
法律名词2:土层厚度 - 土壤层的垂直厚度,用于计算土压力。
法律名词3:倾覆稳定性系数 - 用于评价挡土墙抗倾覆能力的指标。
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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。
挡土墙的抗倾覆和抗滑移验算
挡土墙的抗倾覆和抗滑移验算1. 挡土墙的基本概念说到挡土墙,大家可能会觉得有点陌生,但其实它就在我们生活中无处不在。
想象一下,某个小山坡上有块地,你想在那儿盖个房子,但这小山坡就像个不听话的孩子,随时可能滑下来,真是让人心慌。
为了防止这种事情发生,我们就需要挡土墙,它就像一个稳稳的护卫,默默守护着我们的家园。
挡土墙的工作原理就像妈妈在旁边时不时给你一个眼神,提醒你别往悬崖边走。
听起来是不是很贴心?2. 抗倾覆和抗滑移的必要性2.1 抗倾覆说到抗倾覆,这玩意儿可重要了!如果挡土墙一不小心就“翻了”,那可就尴尬了。
想象一下,墙壁朝你这边倾斜,像个醉酒的老头儿,真是心惊胆战。
为了让挡土墙稳稳当当,得算一算它的抗倾覆能力。
这就好比我们上学时,老师问我们“你为什么能站得稳”,你得有个好理由,才能让老师满意。
挡土墙同样需要“有理有据”,必须保证它的重心在基础的支撑范围内。
简单来说,就是它的重量得足够,才能压住那些想要“叛变”的土。
2.2 抗滑移再来说说抗滑移。
这就像一块大饼,如果放在一个倾斜的盘子上,肯定会滑下去。
挡土墙也是如此,如果地面湿滑,或者上面有重物压着,它就可能会“滑”。
这时候,我们得确保挡土墙的摩擦力足够大,就像你在冰天雪地里穿着厚厚的冬靴,走路稳稳当当的,不怕摔倒。
所以,计算抗滑移的时候,得考虑土壤的性质、坡度以及其他各种因素,真是繁琐,但却是安全的保障。
3. 实际验算步骤3.1 计算重心和力的作用好了,现在我们进入到实际验算的环节!首先,得计算挡土墙的重心位置和各种力的作用。
就像我们做作业时,得先把题目看明白一样。
一般来说,挡土墙的重心应该在基础的中间,这样才能保持稳定。
接着,考虑到墙体自重、土压力、以及任何可能的外力,像风力、地震力等等,得把这些都算在内。
听起来是不是有点复杂?但只要一步步来,就不怕犯错了。
3.2 检查安全系数接下来,我们要检查一下安全系数。
这个就像我们开车前检查刹车和油量一样,得确保一切正常才能放心上路。
挡土墙验算怎么做
引言概述:挡土墙是一种常见的土木工程结构,用于抵御土壤的侧向压力,防止土壤坡体发生滑坡、冲刷等地质灾害。
挡土墙的设计和验算是确保其安全稳定运行的重要环节。
本文将详细介绍挡土墙验算的步骤和方法,包括挡土墙固有稳定性验算、抗滑稳定性验算、抗倾覆稳定性验算、抗滑稳定性验算和挡土墙的变形验算。
正文内容:1. 挡土墙固有稳定性验算1.1 确定挡土墙的几何参数:包括挡土墙的高度、底宽、顶宽、坡度等。
1.2 计算挡土墙的单位重量:根据材料的密度和含水率计算挡土墙的单位重量。
1.3 确定土体参数:包括土体的内摩擦角、土体的内聚力、土体的抗剪强度等参数。
1.4 分析挡土墙的自重稳定性:根据挡土墙的几何参数和土体参数,计算挡土墙受土体重力作用时的稳定性。
1.5 分析挡土墙的回填土填筑后的稳定性:根据挡土墙的几何参数和土体参数,计算挡土墙受回填土填筑后的稳定性。
2. 抗滑稳定性验算2.1 确定设计滑动面:根据工程实际情况,确定挡土墙的可能滑动面。
2.2 计算设计滑动面的剪切力:根据滑动面上的土体参数和土体受力分析,计算滑动面上的剪切力。
2.3 计算抗滑稳定安全系数:根据挡土墙的几何参数、土体参数和设计滑动面上的剪切力,计算抗滑稳定系数。
2.4 分析抗滑稳定性:根据抗滑稳定系数的计算结果,评估挡土墙的抗滑稳定性。
3. 抗倾覆稳定性验算3.1 确定设计倾覆面:根据挡土墙的几何参数,确定挡土墙的可能倾覆面。
3.2 计算倾覆面上的倾覆力矩:根据倾覆面上的土体参数和土体受力分析,计算倾覆面上的倾覆力矩。
3.3 计算抗倾覆稳定安全系数:根据挡土墙的几何参数、土体参数和倾覆面上的倾覆力矩,计算抗倾覆稳定系数。
3.4 分析抗倾覆稳定性:根据抗倾覆稳定系数的计算结果,评估挡土墙的抗倾覆稳定性。
4. 抗滑稳定性验算4.1 确定设计滑移面:根据挡土墙的几何参数和土体参数,确定可能发生滑移的面。
4.2 计算滑移面上的滑移力:根据滑移面上的土体参数和土体受力分析,计算滑移面上的滑移力。
挡土墙稳定性验算
挡土墙稳定性验算在土木工程领域,挡土墙作为一种常见的支挡结构,被广泛应用于道路、桥梁、水利等工程中,用于保持土体或岩体的稳定性,防止其坍塌或滑移。
然而,为了确保挡土墙在使用过程中的安全性和可靠性,必须对其进行稳定性验算。
挡土墙的稳定性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水平推力作用下,抵抗沿基底滑移的能力;抗倾覆稳定性则是指挡土墙抵抗绕墙趾转动而倾覆的能力。
影响挡土墙稳定性的因素众多。
首先是挡土墙自身的几何形状和尺寸,包括墙高、墙顶宽度、墙底宽度等。
较大的墙高和较陡的墙面会增加倾覆和滑移的风险。
其次是墙后填土的性质,填土的重度、内摩擦角和黏聚力等参数直接影响着土压力的大小和分布,从而对挡土墙的稳定性产生重要影响。
此外,基底的地质条件,如地基土的承载力、摩擦系数等,也在很大程度上决定了挡土墙的稳定性。
在进行抗滑移稳定性验算时,通常需要计算挡土墙所受到的水平推力和抗滑力。
水平推力主要由墙后填土产生的土压力构成,常见的土压力计算理论有朗肯土压力理论和库仑土压力理论。
朗肯土压力理论基于半无限弹性体中的应力状态,计算结果较为精确,但适用条件较为严格;库仑土压力理论则考虑了墙背与填土之间的摩擦作用,更适用于实际工程中的挡土墙。
抗滑力则主要由基底与地基之间的摩擦力和墙前被动土压力组成。
假设某挡土墙,墙高为 H,墙背垂直光滑,填土表面水平,填土的重度为γ,内摩擦角为φ,黏聚力为 c。
根据朗肯土压力理论,主动土压力系数为 Ka =tan²(45° φ/2),则主动土压力的大小为 Ea =05γH²Ka。
基底的摩擦系数为μ,墙底宽度为B,则抗滑力为Fs =μ(∑G +Ean),其中∑G 为挡土墙的自重和墙顶荷载之和,Ean 为主动土压力的水平分力。
当Fs ≥ Ea 时,挡土墙满足抗滑移稳定性要求。
抗倾覆稳定性验算则需要计算挡土墙的倾覆力矩和抗倾覆力矩。
倾覆力矩主要由主动土压力对墙趾的力矩构成,抗倾覆力矩则由挡土墙的自重、墙顶荷载以及墙前被动土压力对墙趾的力矩组成。
挡土墙验算书
挡土墙受力验算重度(γ)/粘聚力(c)/内摩擦角(ψ)/主动土压力增大系数(Ψc) 18.100 /10.000 /30.000 /1.2参数摩擦角(δ)/内摩擦角(Ψk)=0.330土对挡土墙基底的摩擦系数(μ)=0.500抗滑移稳定性限值Ksm = 1.300抗倾覆稳定性限值Ktm = 1.600基地合力偏心距/ 基础宽度限值= 0.250荷载q =10.000挡土墙材料容重:25.000按顶宽0.5m计算:计算过程一.参数计算::挡土墙截面S=16.839 m2挡土墙形心x0=2.065 mr`(加权平均重度)=10.725水的压力值:rw=9.8 kN/m3η=2*c/r/h=0.100α=90.000度β=33.700度Kq(被动土压力系数)=1.100δ=0.330*ψ=0.330*40.000=13.200 度Ka(主动土压力系数)=0.211Ea=246.980 kN/m挡土墙重G1=420.999 kN/m二.抗倾覆稳定性计算:Eax=Ea*sin(α-δ)=240.416 kN/mEaz=Ea*cos(α-δ)=56.561 kN/mG*x0=G1*x0+G2(覆土)*B1/2=870.418 kN/mz=3689.351 mmxf=b-z*cotα=3080.062 mmzf=z-b*tanα=3689.351 mmKt(抗倾覆稳定性系数)=(G*x0+Eaz*xf)/Eax/zf=1.177Kt<1.600,抗倾覆稳定性不满足.三.抗滑移稳定性计算:Eat=Ea*sin(α-α0-δ)=240.416 kN/mEan=Ea*cos(α-α0-δ)=56.561 kN/mGn=G*c os(α0)=420.999 kN/mGt=G*sin(α0)=0.000 kN/mKs(抗滑移稳定性系数)=0.993Ks<1.300,抗滑移稳定性不满足.四.偏心距计算:基底合力G=G1(挡土墙)+Eaz+G2(填土)合力偏心距e=(G1*x0+Eaz*xf+G2*B1/2)/(G1+G2+Eaz)-x0 =117.897 mm基底合力偏心距/基础宽度=117.897/3083.000=0.038<=0.250,满足偏心要求。
挡土墙稳定性验算
(土质地基)
(岩石土质)
基底压应力
浸水地区一般不考虑墙前被动土压力作用。 墙身所受到的浮力,应根据基础地层的渗水 情况确定:当地基为砂类土,碎石土和节理 发育的岩石地基,按计算水位的100%计 算;当地基为节理不发育的岩石地基时,按 计算水位的50%计算。
通常应按浸水与非浸水两种情况验算,都应 满足稳定要求。
如为滨海,湖,水库及大的江河的挡土墙及 护岸墙,应当考虑波浪压力,冰压力,按相 应规范进行计算。
地震地区挡土墙稳定性计算
地震区挡土墙根据其重要性及地基土的 性质,应验算其抗剪强度和稳定性.
地震地区挡土墙作用力系
抗滑稳定
:起有利作用的永久荷载标准值 :起不利作用的永久荷载标准值
:分别为 荷载效应系数
:作用于基底上总垂直力
:稳定力系对墙趾的总力矩
:倾覆力系对墙趾的总力矩
基底偏心距及基底应力分布
基地应力
偏心荷载作用下,承载力应满足 :
:地基承载力设计值
:边坡的坡角
浸水地区挡土墙稳定性计算
浸水地区挡土墙后的填料采用岩块及渗水土 时,不考虑墙前、墙后定静水压力及墙后动 水压力.作用挡土墙上的力系,除一般地区 所受力系外,还应计算水位以下挡土墙及填 料的水浮力.挡土墙的计算水位应采用最不 利水位.最不利水位的确定,需要对不同水 位验算而求得.无经验设计者可在(0.7~ 0.9)H之间选定。确定的最不利水位高于设 计水位,还是应按设计水位计算。
挡土墙稳定性验算(二)2024
挡土墙稳定性验算(二)引言概述:挡土墙稳定性验算是在设计和施工中必不可缺的一项工作。
本文将对挡土墙的稳定性验算进行详细阐述。
通过对挡土墙的自重、土压力、地震力以及其他荷载等多个因素进行综合考虑,并基于相关验算方法和公式,对挡土墙的稳定性进行全面的验证和评估。
正文:一、挡土墙的自重验算1. 根据挡土墙的尺寸和材料参数,计算挡土墙的自重。
2. 确定挡土墙的垂直受力面,并将其分解为水平和垂直方向的分力,进而进行力的平衡。
3. 考虑挡土墙的倾覆稳定性,计算倾覆力矩和抗倾覆力矩,进行稳定性验算。
二、挡土墙的土压力验算1. 根据土壤的性质和挡土墙的几何形状,确定土壤的侧向土压力分布。
2. 根据土压力的分布形式,计算挡土墙受到的单位长度的土压力。
3. 考虑土层的变动性和不排水条件,对土压力进行修正。
4. 根据验算方法和公式,计算挡土墙的稳定性。
三、挡土墙的地震力验算1. 根据设计地震烈度和加速度谱,确定挡土墙受到的地震作用力。
2. 考虑挡土墙的动力特性,计算挡土墙在地震作用下的弯矩、剪力和轴力等。
3. 根据验算方法和公式,对挡土墙的地震稳定性进行验算。
四、其他荷载的验算1. 考虑其他荷载如水荷载、雪荷载等对挡土墙的影响。
2. 根据荷载的特点和挡土墙的几何形状,确定其他荷载的分布和作用力。
3. 将其他荷载作用下的力与挡土墙的抗力进行比较,进行稳定性验算。
五、挡土墙稳定性验算的评估1. 综合考虑挡土墙受到的各种荷载作用,对挡土墙的稳定性进行综合验算。
2. 根据验算结果,评估挡土墙的稳定性,确定是否满足设计要求。
3. 针对挡土墙的不足之处,提出相应的加固或改进措施。
总结:挡土墙稳定性验算是确保挡土墙安全可靠的重要环节。
通过对挡土墙的自重、土压力、地震力以及其他荷载等方面的全面验算,可以评估挡土墙的稳定性,并提出相应的加固或改进措施。
建议在挡土墙的设计和施工中充分考虑这些因素,以确保挡土墙的稳定性和长期使用安全。
挡土墙的设计与验算(全文)(二)
挡土墙的设计与验算(全文)(二)引言概述:挡土墙是一种常用的土木工程结构,用于抵御土体的压力,保持坡体的稳定。
在设计和验算挡土墙时,需要考虑多个因素,包括土体性质、挡土墙的几何形状、土体与结构的相互作用等。
本文将从以下五个大点来详细阐述挡土墙的设计与验算。
正文:一、土体性质的分析1. 确定土体的主要组成成分2. 测定土体的物理力学参数3. 分析土体的液性和塑性指数4. 确定土体的抗剪强度参数5. 判断土体的侧压力系数二、挡土墙的几何形状设计1. 确定挡土墙的高度和宽度2. 设计挡土墙的坡度和坡面保护3. 考虑挡土墙的排水和防渗设计4. 确定挡土墙的背填料材料和厚度5. 选择适当的挡土墙结构形式三、土体与挡土墙的相互作用分析1. 确定土体的侧压力分布2. 计算土体的剪切应力和位移3. 分析土体的侧向位移和变形4. 考虑水平和垂直荷载对挡土墙的影响5. 判断挡土墙的稳定性和安全系数四、挡土墙的结构设计1. 选择合适的挡土墙材料和强度等级2. 计算挡土墙的荷载和弯矩3. 设计挡土墙的基础和地下部分4. 考虑挡土墙的抗震和温度设计5. 确定挡土墙的支护结构和加固措施五、挡土墙的验算与优化1. 利用数值模拟方法进行挡土墙验算2. 分析挡土墙的应力和变形分布3. 考虑不同设计方案的比较和评估4. 优化挡土墙的结构和参数5. 判定挡土墙的验算结果和安全性总结:综上所述,挡土墙的设计和验算是一个复杂的过程,需要综合考虑土体性质、挡土墙的几何形状、土体与结构的相互作用等多个因素。
通过合理的土体性质分析、挡土墙几何形状设计、相互作用分析、结构设计以及验算与优化,可以确保挡土墙的稳定性和安全性。
在实际工程中,还需参考相关设计规范和经验,以确保挡土墙的设计与验算符合标准要求。
挡土墙稳定性验算doc文档全文预览(二)2024
挡土墙稳定性验算doc文档全文预览(二)引言:挡土墙是一种常用的土木工程结构,用于抵抗土体的侧向压力,确保土体的稳定性和安全性。
在设计和施工过程中,对挡土墙的稳定性进行验算非常重要。
本文将针对挡土墙稳定性进行详细的验算,包括挡土墙的水平推力计算、倾覆验算、滑动验算、底部稳定性验算和抗震验算等五个大点。
通过对这些关键点的分析和计算,可以确保挡土墙的稳定性,确保工程的安全。
正文:一、水平推力计算:1. 确定挡土墙背后土体的压力分布情况2. 根据土体的压力分布情况计算出水平推力大小3. 考虑土体的水平力传递和水平力的减小情况,优化水平推力计算方法4. 采用各种现有方法对水平推力进行验算5. 根据验算结果对挡土墙的结构进行调整和优化二、倾覆验算:1. 根据挡土墙的几何形状和土体的物理特性,计算挡土墙的倾覆力矩2. 确定挡土墙的倾覆抗力,包括重力抗力和土体的侧向抗力3. 对倾覆抗力和倾覆力矩进行验算,确保挡土墙的倾覆稳定性4. 考虑地震作用对挡土墙的倾覆稳定性的影响5. 根据验算结果对挡土墙的结构进行优化,提高倾覆稳定性三、滑动验算:1. 确定挡土墙底部的摩擦力和水平推力2. 根据土体的摩擦力和水平推力计算挡土墙底部的滑动力3. 确定挡土墙的滑动抗力,包括土体与墙体的摩擦抗力和土体的抗剪强度4. 对滑动抗力和滑动力进行验算,确保挡土墙的滑动稳定性5. 考虑地震作用对挡土墙的滑动稳定性的影响6. 根据验算结果对挡土墙的结构进行优化,提高滑动稳定性四、底部稳定性验算:1. 确定挡土墙底部的土体压力分布情况2. 计算挡土墙底部的承载力和剪切抗力3. 确定挡土墙的底部稳定性,包括稳定性系数和安全系数的计算4. 对底部稳定性系数和安全系数进行验算,确保挡土墙的底部稳定性5. 根据验算结果对挡土墙的结构进行优化,提高底部稳定性五、抗震验算:1. 确定挡土墙的抗震要求和地震烈度2. 根据挡土墙的特性和地震作用,进行地震力的计算3. 确定挡土墙的抗震强度要求和耐震性能等级4. 根据验算结果对挡土墙的结构进行调整和优化,提高抗震稳定性5. 考虑挡土墙与周围土体的交互作用,对挡土墙的地震行为进行分析和评估总结:通过以上的详细验算,我们可以确保挡土墙的稳定性和安全性。
挡土墙验算
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第二破裂面或假想墙背时:
⑶ 基底与基底土间的摩擦系数(教材 P145 表 6-12) 缺乏试验资料时,挡土墙基底与基底土间的摩擦系数可参考下表选用: 路 基 路 面 工 程 -----李强
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l L0 H 2a tan 30
式中:L0 为标准汽车前后轴轴距加轮胎着地长度(12.8+0.2=13 m) 。 当挡土墙的扩散长度≤20m 时,挡土墙的计算长度 L=扩散长度;否则计算长度 L 按 20m 计算。 车辆荷载总重
Q 按下述规定计算:
纵向:当取用挡土墙分段长度时,为分段长度内可能布置的车轮;当取标准汽车的扩散长度时为一辆标准 汽车重力。 横向:破裂棱体宽度 B0 范围内可能布置的车轮。车辆外侧车轮中线距路面(或硬路肩) 、安全带边缘的距 离为 0.5m。路肩墙则车轮外缘靠墙顶内缘布置。若横向布置的车辆不为整数,则小数部分按半辆标准车计算。 2. 计算参数 ⑴ 填料的计算内摩擦角和重度 墙后填料的内摩擦角值对土压力值的影响很大。因此,设计挡土墙时应根据所采用的填料性质和湿密状态 选用计算内摩擦角值。最好按填料的实际工作情况进行试验,并考虑一定的安全度后再确定。当缺乏可靠试验 数据时,填料内摩擦角 可参照下表选用(规范 P34,教材 P141 表 6-6) 。 路堑墙后原状土层的计算内摩擦角值,在水文地质条件良好时,可参考自然山坡的坡角,比下表中所列的 数值酌情增大。
注:填料重度可根据实测资料作适当修正,计算水位以下的填料重度采用浮重度。
⑵ 墙背摩擦角 墙背摩擦角 δ 值视墙背的粗糙程度和墙后填料的性质及排水条件而定。无试验资料时,可参考下列数据选 用:
挡土墙的验算
)抗滑动稳定系数计算方程:;)倾覆稳定方程:;)抗倾覆稳定系数:;2、基底应力及合力偏心距验算(1)基底合力的偏心距可按下式计算:;(2)计算挡土墙地基时,各类作用(或荷载)组合下,作用效应组合设计值计算式中的作用分项系数,除被动土压力分享系数为0.3外,其余的分项系数均为1.(3)基底压应力应按下式计算:;位于岩石地基上的挡土墙:;(4)基础的容许承载力岩石地基的承载力较高,一般不会产生不均匀沉陷。
土质地基较为复杂,其承载力与地基的物理力学性质、地面形态、基础埋置深度、基底倾斜度等有关,可根据地质调查、钻探试验及既有建筑物的调查对比分析确定。
3、墙身截面强度验算为了保证墙身具有足够的强度,应根据经验选择1~2个控制断面进行验算,如墙身底部、二分之一墙高处、上下墙(凸形及衡重式墙)交界处。
根据《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》的规定,当构件采用分项安全系数的极限状态设计时,荷载效应不利组合的设计值,应小于或等于结构抗力效应的设计值。
4、增加挡土墙稳定性的措施(1)增加抗滑稳定性的方法:①设置倾斜基底②采用凸榫形基础(2)增加抗倾覆稳定性的方法①展宽墙趾②改变墙面及墙背坡度③改变墙身断面类型5、衡重式挡土墙设计(1)衡重式挡墙属重力式挡墙;衡重台上填土使得墙身重心后移,增加了墙身的稳定性;墙胸很陡,下墙背仰斜,可以减小墙的高度和土方开挖;但基底面积较小,对地基要求较高。
(2)衡重式挡土墙设计与一般重力式挡土墙相同。
但因为墙背为带有衡重台的折线形,所以土压力计算及墙身构造都有其特殊性。
(3)衡重式挡土墙稳定性验算的内容和要求同一般重力式挡土墙。
当上墙出现第二破裂面时,第二破裂面与上墙墙背之间的填土与墙身一起移动,其重量应计入墙身自重。
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挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:挡土墙计算时间:2014-04-22 17:18:21 星期二------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 2.200(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墙趾悬挑长DL: 0.000(m)墙趾跟部高DH: 0.000(m)墙趾端部高DH0: 0.000(m)墙踵悬挑长DL1: 1.000(m)墙踵跟部高DH1: 0.500(m)墙踵端部高DH2: 0.500(m)加腋类型:不加腋钢筋合力点到外皮距离: 50(mm)墙趾埋深: 0.000(m)物理参数:混凝土墙体容重: 26.000(kN/m3)混凝土强度等级: C35纵筋级别: HRB335抗剪腹筋级别: HRB335裂缝计算钢筋直径: 22(mm)挡土墙类型: 抗震区挡土墙墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)地基土容重: 18.000(kN/m3)地基土浮容重: 10.000(kN/m3)修正后地基承载力特征值: 130.000(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地震作用墙趾值提高系数: 1.500地震作用墙踵值提高系数: 1.625地震作用平均值提高系数: 1.250墙底摩擦系数: 0.500地基土类型: 岩石地基地基土内摩擦角: 30.000(度)地基土粘聚力: 10.000(kPa)地震烈度: 设计烈度7度水上地震角: 1.50水下地震角: 2.50水平地震系数: 0.10重要性修正系数: 1.70综合影响系数: 0.25水平地震作用沿竖向分布形式: 梯形抗震基底容许偏心距:B/5公路等级及工程类别: 1级公路抗震重点工程墙后填土土层数: 1土层号层厚容重浮容重内摩擦角粘聚力土压力(m) (kN/m3) (kN/m3) (度) (kPa) 调整系数1 3.000 19.000 --- 35.000 0.000 1.000土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 1折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 16.000 0.000 1第1个: 定位距离0.000(m) 公路-I级地面横坡角度: 0.000(度)填土对横坡面的摩擦角: 35.000(度)墙顶标高: 2.200(m)挡墙分段长度: 10.000(m)计算参数:稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面搜索时的圆心步长: 1.000(m)搜索时的半径步长: 1.000(m)筋带对稳定的作用: 筋带力沿圆弧切线钢筋混凝土配筋计算依据:《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004) =====================================================================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 = 1.200 √2. 填土重力分项系数 = 0.500 √3. 填土侧压力分项系数 = 1.400 √4. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.400 √5. 地震作用力分项系数 = 1.200 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 2.200(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 29.286(度)公路-I级路基面总宽= 16.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得,路面上横向可排列此种车辆 6列布置宽度= 2.404(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 12.69403 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 40.38805 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 40.38807 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 47.11909 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 47.119布置宽度B0=2.404(m) 分布长度L0=14.270(m) 荷载值SG=462.707(kN)换算土柱高度 h0 = 0.710(m)按假想墙背计算得到:第1破裂角: 29.628(度)Ea=47.538(kN) Ex=21.578(kN) Ey=42.358(kN) 作用点高度 Zy=0.877(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=27.550(度) 第1破裂角=29.610(度)Ea=46.815(kN) Ex=21.580(kN) Ey=41.544(kN) 作用点高度 Zy=0.877(m) 墙身截面积 = 1.609(m2) 重量 = 41.847 (kN)整个墙踵上的土重(不包括超载) = 12.298(kN) 重心坐标(0.758,-1.117)(相对于墙面坡上角点)整个墙踵上墙背与第二破裂面之间的超载换算土柱重 = 0.301(kN) 重心坐标(0.411,0.000)(相对于墙面坡上角点)全墙地震力=2.314(kN) 作用点距墙顶高度=1.337(m)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500滑移力= 23.894(kN) 抗滑力= 47.995(kN)滑移验算满足: Kc = 2.009 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 26.037(kN) > 0.0(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 0.508 (m)相对于墙趾点,墙踵上土重的力臂 Zw1 = 0.750 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 1.112 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 0.877 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 20.925(kN-m) 抗倾覆力矩= 76.936(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 3.677 > 1.300倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 60.381(kN-m) > 0.0(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作用于基础底的总竖向力 = 95.990(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=56.011(kN-m)基础底面宽度 B = 1.570 (m) 偏心距 e = 0.201(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.584(m)基底压应力: 趾部=108.219 踵部=14.061(kPa)最大应力与最小应力之比 = 108.219 / 14.061 = 7.696作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.201 <= 0.200*1.570 = 0.314(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=108.219 <= 195.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=14.061 <= 211.250(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=61.140 <= 162.500(kPa)(四) 墙趾板强度计算(五) 墙踵板强度计算标准值:作用于基础底的总竖向力 = 95.990(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=56.011(kN-m)基础底面宽度 B = 1.570 (m) 偏心距 e = 0.201(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 0.584(m)基础底压应力: 趾点=108.219 踵点=14.061(kPa)设计值:作用于基础底的总竖向力 = 114.677(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=66.056(kN-m)基础底面宽度 B = 1.570 (m) 偏心距 e = 0.209(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 0.576(m)基础底压应力: 趾点=131.379 踵点=14.706(kPa)[踵板根部]截面高度: H' = 0.500(m)截面弯矩: M = 26.584(kN-m)纵向受拉钢筋构造配筋:As = 1099.286(mm2)截面剪力: Q = 31.017(kN)剪力设计值 = 31.017(kN) < 342.000(kN),可不进行斜截面抗剪承载力验算,箍筋取构造配筋:Av = 1.200(mm2/mm)。
截面弯矩: M(标准值) = 16.722(kN-m)最大裂缝宽度:鋐max = 0.051(mm) < 鋐limit = 0.200(mm)。
(六) 立墙截面强度验算[距离墙顶 0.425(m)处]验算截面以上地震力=0.198(kN) 作用点距墙顶高度=0.216(m)截面高度 H' = 0.442(m)截面剪力 Q = 3.533(kN)截面弯矩 M = 0.696(kN-m)截面弯矩 M(标准值) = 0.458(kN-m)纵向受拉钢筋构造配筋:As = 958.821(mm2)转换为斜钢筋: As/cos = 964(mm2)剪力设计值 = 3.533(kN) < 298.300(kN),可不进行斜截面抗剪承载力验算,箍筋取构造配筋:Av = 1.200(mm2/mm)。
最大裂缝宽度:鋐max = 0.002(mm) < 鋐limit = 0.200(mm)。
[距离墙顶 0.850(m)处]验算截面以上地震力=0.416(kN) 作用点距墙顶高度=0.439(m)截面高度 H' = 0.485(m)截面剪力 Q = 8.600(kN)截面弯矩 M = 3.220(kN-m)截面弯矩 M(标准值) = 2.116(kN-m)纵向受拉钢筋构造配筋:As = 1062.643(mm2)转换为斜钢筋: As/cos = 1068(mm2)剪力设计值 = 8.600(kN) < 330.600(kN),可不进行斜截面抗剪承载力验算,箍筋取构造配筋:Av = 1.200(mm2/mm)。