重力式挡土墙

设计的重力式挡土墙墙高为6m 。采用M5水泥砂浆，Mu 毛石砌筑的毛石挡土墙，其重度为322/KN m γ=。基础底面地基与地基摩擦系数为0.3。

（2）荷载计算

1）土压力计算

沿墙体延伸方向取一延长米。由于地面水平，墙背竖直且光滑，土压力计算选用郎肯理论公式计算：

主动土压力系数：

22122219tan (45)tan (45)0.5092217tan (45)tan (45)0.54822o

o o

a o o o a K K ϕϕ=-=-==-=-= 地面活荷载k p 的作用，采用等代土层厚度0/56/16.5 3.394k t h p m γ===。

560.50928.504223042.807a qK kp

kp =⨯==⨯=

12a qK <压力强度时，填土表面将开裂，开裂深度c z 可按下列公式求解：

15616.51.703c q z m

γ=-=-=

此时，填土表面以下深度Z 处主动土压力强度az p 可分为两种情况：

（1） 当c z z <时

在计算点的深度z 小于填土的开裂深度c z 时，主动土压力强度均

等于零，即0az p =。

（2） 当c z z >时

在计算点处的主动土压力强度az p 可按下式计算

1112az a a p qk zk c γ=+-在地下水面1 3.6z H m ==处，故该处的土压力强度为

111112560.50916.5 3.60.50923015.93aH a a p qk H k c kpa

γ=+-=⨯+⨯⨯-⨯=

在地下水面以下部分的土层中，地下水面以下深度'z 处的主动土压力强度为：

'''211222az a a a p qk H k z k c γγ=++-

（1） 当'z =0时，为地下水面高程处，该处的主动土压力强度为：

12112218.823az a a p qk H k c kpa γ=+-=（2） 当'2 2.4z H m ==时，为挡土墙强踵高程处，该处的主动土压力的强

度为：

'2211222az a a a p qk H k H k c γγ=++-'318108/sat w

KN m γγγ=-=-=

所以，地下水位以下2 2.4H m =处D 点的主动土压力强度为：

'2211223

2560.54816.5 3.60.5488 2.40.54823029.345/az a a a p qk H k H k c KN m γγ=++-=⨯+⨯⨯+⨯⨯-⨯=可得土压力强度分布图如下：

15.93218.823

29.345

0δb δa

5.0m

0.0m -1.0m 图6.2 静止时土压力分布图（Kpa ）

对于地下水面以上填土层由均布荷载q 产生的主动土压力被完全抵消，只剩下由填土自重及粘聚力C 产生的主动土压力的合力1aH P

，这部分的主动土压力

为： 2111122

1()2

116.5(3.6 1.703)0.5092

15.111/

az c a P H z k KN m γ=-=⨯⨯-⨯= 地下水位以下部分填土层产生的主动土压力还是由四部分组成，

2122'221122122

57.801/aH aq aH H aH ac

a a a p p p p p qH k H H k H k cH KN m

γγ=++-=++-=作用于挡土墙立臂上的总主动土压力为：

121111()57.8012

72.912/a a aH

c P P P H z ka KN m

γ=+=-+=

4.2.1.1 截面尺寸的选择

顶宽采用/86/80.75 h m ==,由于墙后填土受荷载较大，取1m ； 底宽采用1/23H m =；

可得初选截面尺寸如图6.1所示。

土层

5.0m

0.0m

-1.0m

图6.1 初选截面尺寸示意图

4.2.1.3 重力式挡土墙计算简图

图6.4 重力式挡土墙计算简图

图中：i F 为墙体的水平地震力，k z 为水平地震力i F 到墙址的力臂。

4.2.1.4 抗滑稳定性验算

为保证挡土墙的抗滑稳定性，基底摩擦阻力抵抗挡土墙滑移的能力，用抗滑系数s K 表示，即抗滑力与滑动力之比应满足下式（见图6.4）： () 1.3p n an s a i a N E G E K E F E G τττ

μμ⋅++=

=≥+-∑ （6-4） 式中：

0cos αG G n = 其中，G 为挡土墙每延米自重；0α为挡土墙的基角倾角，005α=。

0sin ατG G =

0cos()an a E E ααδ=--

其中，a E 为挡土墙每延米上作用的主动土压力；α为墙背与基底水平面的夹角，076α=；δ为挡土墙与墙背土的摩擦角,无试验资料时,

取2/3/ϕϕδ-=之间，取08。

)sin(0δαατ--=a a E E

μ为基底摩擦系数，《土力学》表3.2所示。取0.3。

200000000011.66311.666322256.659/cos 256.659cos 255.682/sin 22.369/m cos()91.308cos(7658)41.453/sin()91.308sin 6381.365/n an a a a CAD A m G A KN m G G kN m

G G KN E E kN m E E kN m

ττγαααααδααδ==⨯=⨯===⨯====--=--==--==由图可知竖剖面面积。

。

()(255.68241.453)0.3 2.233 1.381.36541.453n an s a G E K E G ττμ++⨯=

==>-- 式中，浆砌块石的重量3/22m kN =γ。

满足抗滑稳定性要求。

4.2.1.5 抗倾覆稳定性验算

墙体的抗倾覆稳定能力，用抗倾覆稳定性系数l K 表示，即抗倾覆力矩与倾覆力矩之比应满足下式（见图3.3）：

"0"0 1.6y az f l ax f M Gx E x K M E z +⋅==≥∑ （6-5）

式中