第六章：挡土墙设计4案例
挡土墙设计实例
挡土墙设计实例在土木工程领域中，挡土墙是一种常见的结构，用于支撑土体、防止土体坍塌或滑坡，保证边坡的稳定性。
本文将通过一个具体的实例，详细介绍挡土墙的设计过程。
一、工程背景假设在某一山区公路建设项目中，需要在一段斜坡上修建挡土墙，以保证公路的安全和稳定。
该斜坡的高度约为 8 米，坡度约为 45 度，土体为粉质黏土，其物理力学性质如下：内摩擦角φ ＝ 20 度，黏聚力 c ＝ 15kPa，重度γ ＝ 18kN/m³。
二、设计要求1、挡土墙的高度应满足斜坡的稳定性要求，并保证公路的安全使用。
2、挡土墙的结构应具有足够的强度和稳定性，能够承受土体的压力和其他荷载。
3、挡土墙的设计应考虑施工的可行性和经济性。
三、挡土墙类型选择在常见的挡土墙类型中，重力式挡土墙因其结构简单、施工方便、造价较低等优点，在本工程中较为适用。
重力式挡土墙主要依靠自身的重力来抵抗土体的压力，一般由墙身、基础和排水设施等组成。
四、荷载计算1、土压力计算根据库仑土压力理论，计算主动土压力。
主动土压力系数 Ka ＝tan²(45 φ/2) ＝ 049。
主动土压力 Ea ＝05 × γ × H² × Ka ＝ 05 × 18 × 8² × 049 ＝2808kN/m2、其他荷载考虑到墙顶可能有车辆荷载或人群荷载，按照相关规范进行取值和计算。
五、稳定性验算1、抗滑移稳定性验算挡土墙的抗滑移稳定性系数 Kc ＝（μ × W ＋ Ean) ／ Eax其中，μ 为基底摩擦系数，取 04；W 为挡土墙自重；Ean 为土压力的垂直分量；Eax 为土压力的水平分量。
经过计算，Kc ＞ 13，满足抗滑移稳定性要求。
2、抗倾覆稳定性验算挡土墙的抗倾覆稳定性系数 Kt ＝（Mv ＋ Ma) ／ Mo其中，Mv 为抗倾覆力矩，Ma 为倾覆力矩。
经过计算，Kt ＞ 15，满足抗倾覆稳定性要求。
重力式挡土墙设计实例
重力式挡土墙设计实例设计实例：地坡道挡土墙设计1.工程背景：地坡道长200米，最大高度10米。
地基为砂质土壤，土体粒径分析显示主要由干砂组成，内摩擦角为35度，容重为18kN/m³。
设计要求挡土墙能够抵抗土体的水平推力。
2.坡度分析：根据地坡高和水平距离，计算坡度。
使用一坡三坡图法，确定化简的坡度，以保证坡度均衡，并减少地形改变的需求。
3.坡道设计：根据地坡高和坡度分析结果，设计坡道。
确定坡道长度、坡顶宽度和坡底宽度，保证坡道稳定和路面设计要求。
4.挡土墙类型选择：根据挡土墙高度、土体参数和设计要求，选择合适的挡土墙类型。
在这个案例中，重力式挡土墙是合适的选择。
5.摩擦力计算：根据土体参数和墙体几何特征，计算土体的水平推力和墙体的摩擦力。
摩擦力大小应大于土体的水平推力，以保证挡土墙的稳定性。
6.底座宽度计算：根据土体参数和墙体高度，计算挡土墙底座的宽度。
底座宽度应足够大，以保证挡土墙的稳定和抗滑性能。
7.墙体高度计算：根据土体参数和挡土墙的几何形状，计算合理的墙体高度。
墙体高度应满足稳定性和承载能力的要求。
8.墙体尺寸计算：根据挡土墙的高度和几何形状，计算墙体的尺寸。
包括墙身厚度和墙脚截面宽度等，以确保墙体的稳定和承载能力。
9.墙体内力计算：根据挡土墙的几何形状和土体参数，计算墙体内力。
包括弯矩和剪力等，以保证墙体的结构安全。
10.墙体排水设计：根据场地情况和土体参数，设计挡土墙的排水系统。
确保排水的顺利进行，防止土体饱和和墙体的变形和破坏。
11.墙体施工：根据设计图纸和规范要求，进行挡土墙的施工。
确保施工质量和施工过程的安全。
12.墙体监测和维护：在挡土墙竣工后，进行墙体的监测和维护工作。
及时发现和处理墙体的变形和破坏，确保工程的可持续运行。
以上是关于重力式挡土墙设计实例的简要介绍。
在实际设计中，还需要结合具体场地要求和土体参数进行综合考虑，以确保挡土墙的稳定和安全性。
设计过程中需要参考国家和地区的相关规范和标准，并严格按照标准要求进行设计、施工和维护。
6第二篇(1分篇)第六章 挡土墙设计2014
第一节 挡土墙的基本认知
挡土墙是用来支撑路基填土或山坡土体，防止墙后土
体坍塌和增加其稳定性的一种构筑物。
在路基工程中，挡土墙可 以稳定路堤和路堑边坡， 减少土石方工程量和占地 面积，防止水流冲刷路基， 并经常用于整治塌方、滑 坡等路基病害。
什么是挡墙？有何用处？
用途 ——支撑路堤或路堑边坡 ——隧道洞口 ——防止水流冲刷路基 ——处理路基边坡滑坡崩坍病害
EP
在验算挡土墙的抗滑动稳定性时，抗滑动稳定系数应满足下表规定。
K c0
荷载情况
验算项目
稳定系数
荷载组合Ⅰ、Ⅱ
抗滑动 抗倾覆
1.3 1.5
荷载组合Ⅲ
抗滑动 抗倾覆
1.3 1.3
施工阶段验算
抗滑动 抗倾覆
1.2 1.2
3.抗倾覆(2稳-1-6-定6) 性验算
0.8WZ W Q1(EyZ y EX Z X ) Q2EpZ p 0
筋带常用的有钢带、钢筋混凝土 带、聚丙稀土工带、钢塑复合带 和土工格栅等
加筋挡土墙——布置
1）坚固； 2）美观； 3）安装方便。
基础：
加筋挡土墙的设计要点
破坏模式：
1）筋带断裂； 2）筋带拔出； 3）整体失稳。
验算项目：
内部稳定性
1）筋带强度 2）筋带抗拔
外部稳定性
3）基底滑动 4）倾覆 5）基底应力 6）整体滑动
❖ 1．横向布置布置包括：选择位置、确定断面形式、绘制挡土墙横 断面图等。
❖ 位置：工程量、结构安全等方面、美观、地质、冲刷等 ❖ 断面： ❖ 地形陡峻——俯斜式或衡重式； ❖ 地形平坦——仰斜式。 ❖ 路堑墙——仰斜式或折线式。
路基路面工程第六章挡土墙设计
沉降缝与伸缩缝： 设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线(lùxiàn) 方向每隔10～15m设置一道，兼起两者的作用，缝宽2～ 3cm，缝内一般可用胶泥填塞，但在渗水量大，填料容易流 失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木板等具 有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于，当 墙后为岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝。 。
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挡土墙的布置(bùzhì)
挡土墙位置的选定： 1）路堑挡土墙大多数设在边沟旁； 2）山坡挡土墙应考虑设在基础可靠处； 3）当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近、基础情 况相似时，应优先选用路肩墙； 4）若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著(xiǎnzhù)降 低，而且基础可靠时，宜选用路堤墙； 5）沿河路堤设置挡土墙时，应结合河流情况来布置，注意 设墙后仍保持水流顺畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。
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桩板式挡土墙：由桩柱和挡板组成，利用深埋的桩柱前土层的被 动土压力来平衡墙后主动土压力，适用于土压力大、要求基础埋 深地段(dìduàn)，可用于路堑墙、路肩墙。
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垛式挡土墙：用钢筋混凝土预制杆件，纵横交错装配成框 架，内填土石，以抵抗土压力(yālì)，适用于缺乏石料地 区的路肩墙和路堤墙。
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重力式挡土墙：重力式挡土地依靠墙身自重支撑土压力来维 持其稳定(wěndìng)。—般多用片(块)石砌筑，在缺乏石料 的地区有时也用混凝土修建。工量较大、型式简单、施工方 便，可就地取材，适应性较强，故被广泛采用。
A 竖直式
第六章 挡土墙设计
4）地基为软弱土层时，可采用砂砾、碎 石、矿渣或灰土等材料予以换填。
5）当挡土墙修筑在陡坡上，而地基又为 完整、稳固、对基础不产生侧压力的坚硬 岸石时，可设置台阶基础，以减少基坑开 挖和节省圬工。
6）如地基有短段缺口(如深沟等)或挖基 困难(如需水下施工)，可采用拱形基础。
a）墙趾或墙踵部分加宽；b）钢筋混凝土底板； c）换填地基；d）台阶基础；e）拱形基础
2.基础埋置深度
对于土质地基，基础埋置深度应符合下列要求： (1)无冲刷时，应在天然地面以下至少1m； (2)有冲刷时，应在冲刷线以下至少1m； (3)受冻胀影响时，应在冻结线以下不少于0.25m。当冻深超过1m时，采 用1.25m，但基底应夯填一定厚度的砂砾或碎石垫层，垫层底面亦应位于 冻结线以下不少于0.25m。
（四）沉降缝与伸缩缝
设计时，一般将沉降缝与伸缩缝合并设置，沿路线方向每隔10～15m设置 一道，兼起两者的作用，缝宽2～3cm，缝内一般可用胶泥填塞，但在渗 水量大，填料容易流失或冻害严重地区，则宜用沥青麻筋或涂以沥青的木 板等具有弹性的材料，沿内、外、顶三方填塞，填深不宜小于0.15m，当 墙后为岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝。
附加力是季节性作用于挡土墙的各种力, 特殊力是偶然出现的力。
二、一般条件下库仑主动土压力计算 主动土压力：挡土墙向外移动时（位移或倾覆），
土压力随之减少，直到墙后土体沿破裂面下滑而处于极 限平衡状态，作用于墙背的土压力。
被动土压力：墙向土体挤压移动，土压力随之增大，
土体被推移向上滑动处于极限平衡状态，此时土体对墙 的抗力。
1. 破裂面交于内边坡时(库仑主动土压力公式的推导） （1）.力的大小
挡土墙经典案例
引言概述：挡土墙是一种结构工程，主要用于防止土壤的侵蚀和保护土地，同时也可以起到美化环境的作用。
本文将介绍挡土墙的经典案例，并详细阐述这些案例中的设计理念、施工技术和效果。
正文内容：一、设计理念1.1功能需求：挡土墙的功能需求是首要考虑的因素，如防止土壤侵蚀、保持地势平稳等。
1.2地质条件：挡土墙的设计需要充分考虑地质条件，如土壤类型、水位状况等。
1.3美化环境：挡土墙的设计也应兼顾美化环境的需求，如选择合适的植被和装饰材料等。
二、经典案例2.1案例一：XXX公园挡土墙2.1.1设计理念：该挡土墙的设计借鉴了周围自然环境，采用了与公园景观相融合的设计理念。
2.1.2施工技术：挡土墙采用了灵活的施工技术，如模块化构件的拼装和土工布的使用，提高了施工效率和质量。
2.1.3效果评价：该挡土墙经过一段时间的使用，有效地起到了防止土壤侵蚀和保护公园地势的作用，同时也增加了公园的美观度。
2.2案例二：XXX高速公路挡土墙2.2.1设计理念：该挡土墙的设计主要考虑舒适的视觉体验和道路安全性，采用了流线型的外形设计和防护网的设置。
2.2.2施工技术：挡土墙采用了耐候钢板和混凝土结构的组合施工技术，保证了挡土墙的稳定性和耐久性。
2.2.3效果评价：该挡土墙不仅起到了防止土壤侵蚀的作用，还提高了驾驶者的舒适感和道路的安全性。
2.3案例三：XXX居民区挡土墙2.3.1设计理念：该挡土墙的设计注重与周围建筑环境的融合，采用了与居民区风格一致的设计理念。
2.3.2施工技术：挡土墙采用了砖石和混凝土结构的组合施工技术，不仅增加了挡土墙的美观度，还提高了抗冲击能力。
2.3.3效果评价：该挡土墙成功地将土地保护和美化环境结合起来，为居民区营造了良好的居住环境。
2.4案例四：XXX湖堤挡土墙2.4.1设计理念：该挡土墙的设计旨在保护湖面和周围生态环境，采用了与湖面自然地形相适应的设计理念。
2.4.2施工技术：挡土墙采用了湖石和土工布的组合施工技术，保持了湖堤的自然美观和生态环境的稳定。
地基基础电子教案第六章边坡稳定与挡土墙
第六章边坡稳定与挡土墙第一节边坡稳定一、概述引发边坡滑动的原因：坡顶堆放材料或建造建筑物、构筑物；车辆行驶、地震等引起的振动；土体中含水量或孔隙水压力增加；雨水或地面水流入边坡竖向裂缝等。
二、边坡稳定地基稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算.最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合下式要求:M R/M S≥1.2式中 M S---滑动力矩; M R---抗滑力矩.当边坡坡角大于45°,坡高大于8m时,尚应按式M R/M S≥1.2验算坡体稳定性.在建设场区内，由于施工或其他因素的影响有可能形成滑坡的地段，必须采取可靠的预防措施，防止产生滑坡。
对具有发展趋势并威胁建筑物安全使用的滑坡，应及早整治，防止滑坡继续发展。
必须根据工程地质、水文地质条件以及施工影响等因素，认真分析滑坡可能发生或发展的主要原因，可采取下列防治滑坡的处理措施：1.排水：应设置排水沟以防止地面水浸入滑坡地段，必要时尚应采取防渗措施。
在地下水影响较大的情况下，应根据地质条件，做好地下排水工程；2.支挡：根据滑坡推力的大小、方向及作用点，可选用重力式抗滑挡墙、阻滑桩及其他抗滑结构。
抗滑挡墙的基底及阻滑桩的桩端应埋置于滑动面以下的稳定土(岩)层中。
必要时，应验算墙顶以上的土(岩)体从墙顶滑出的可能性；3.卸载：在保证卸载区上方及两侧岩土稳定的情况下，可在滑体主动区卸载，但不得在滑体被动区卸载；4.反压：在滑体的阻滑区段增加竖向荷载以提高滑体的阻滑安全系数。
三、滑坡推力应按下列规定进行计算：1.当滑体具有多层滑动面(带)时，应取推力最大的滑动面(带)确定滑坡推力；2.选择平行于滑动方向的几个具有代表性的断面(一般不得少于2个，其中应有一个是滑动主轴断面)进行计算。
根据不同断面的推力设计相应的抗滑结构；3.当滑动面为折线形时，滑坡推力可按下式计算(图6.4.3)。
F n=F n-1ψ+γtG nt-G nn tanφn-c n l n (6.4.3-1)ψ=cos(βn-1-βn)-sin(βn-1-βn)tanφn (6.4.3-2)式中 F n,F n-1---第n块、第n-1块滑体的剩余下滑力；ψ---传递系数；γt---滑坡推力安全系数；G nt,G nn---第n块滑体自重沿滑动面、垂直滑动面的分力；φn---第n块滑体沿滑动面土的内摩擦角标准值；c n---第n块滑体沿滑动面土的粘聚力标准值；l n---第n块滑体沿滑动面的长度；4.滑坡推力作用点，可取在滑体厚度的二分之一处；5.滑坡推力安全系数，应根据滑坡现状及其对工程的影响等因素确定，对地基基础设计为甲级的建筑物宜取1.25，设计等级为已级的建筑物宜取1.15，设计等级为丙级的建筑物宜取1.05；6.根据土(岩)的性质和当地经验，可采用试验和滑坡反算相结合的方法，合理地确定滑动面上的抗剪强度。
第六章 挡土墙设计
扩大基础 spread foundation
大连交通大学土木教研室赵丽华
钢筋混凝土基础 armored concrete foundation
换填基础 refilled foundation
大连交通大学土木教研室赵丽华
拱形基础 vaulted foundation
台阶基础 footstep foundation
1）基础类型 foundation types 扩大基础spread foundation 钢筋混凝土基础armored concrete foundation 拱形基础vaulted foundation 换填基础refilled foundation 台阶基础step foundation
大连交通大学土木教研室赵丽华
7 为保护重要建筑物，生态环境或其它特殊需要的地段plat for protecting important buildings, ecological environment or other special needs
大连交通大学土木教研室赵丽华
第一节 概述
◆5、挡土墙的类型
➢ 按挡土墙位置分:
第三节 挡土墙土压力计算
5、路基挡土墙的土压力考虑
– 1）主动土压力与被动土压力的区分：
假定挡土墙处于极限移动状态，土体有沿墙及假想破裂面移
动的趋势，则土推墙即为主动土压力，墙推土即为被动 土压力。 – 2）路基挡土墙的土压力考虑：
路基挡土墙一般都有可能有向外的位移或倾覆，因此，在设 计中按墙背土体达到主动极限平衡状态考虑，即只考虑Ea ， 且取一定的安全系数以保证墙背土体的稳定。
➢ Classification based on the wall position
挡土墙设计实例
挡土墙设计实例挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。
在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基地；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。
根据挡土墙的设置位置不同，分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。
设置于路堤边坡的挡土墙称为路堤墙；墙顶位于路肩的挡土墙称为路肩墙；设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙；设置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。
本实例中主要讲述了5种常见挡土墙的设计计算实例。
1、重力式挡土墙------------------------------------------------------------------------原始条件:墙身尺寸:墙身高: 6.500(m)墙顶宽: 0.660(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250背坡倾斜坡度: 1:0.200采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.300(m)墙趾台阶h1: 0.500(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: 0.200:1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: 0.500砌体种类: 片石砌体砂浆标号: 5石料强度(MPa): 30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: 18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa)地基土容许承载力提高系数: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墙底摩擦系数: 0.500地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)===================================================================== 组合1（仅取一种组合计算）=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数 = 1.000 √3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数 = 1.000 √4. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 7.309(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 28.320(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角： 28.320(度)Ea=244.312 Ex=214.072 Ey=117.736(kN) 作用点高度 Zy=2.627(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不存在墙身截面积 = 15.518(m2) 重量 = 356.925 kN(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500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 = 11.310 (度)Wn = 349.993(kN) En = 157.432(kN) Wt = 69.999(kN) Et = 186.825(kN) 滑移力= 116.827(kN) 抗滑力= 253.713(kN)滑移验算满足: Kc = 2.172 > 1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 = 164.582(kN) > 0.0地基土摩擦系数 = 0.500地基土层水平向: 滑移力= 214.072(kN) 抗滑力= 252.070(kN)地基土层水平向: 滑移验算不满足: Kc2 = 1.177 <= 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.186 (m)相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 3.521 (m)相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 1.818 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 389.149(kN-m) 抗倾覆力矩= 1194.778(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 3.070 > 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值 = 649.592(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取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力 = 507.426(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=805.628(kN-m) 基础底面宽度 B = 4.127 (m) 偏心距 e = 0.476(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.588(m)基底压应力: 趾部=208.008 踵部=37.896(kPa)最大应力与最小应力之比 = 208.008 / 37.896 = 5.489作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.476 <= 0.167*4.127 = 0.688(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=208.008 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=37.896 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=122.952 <= 500.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五) 墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积 = 13.946(m2) 重量 = 320.764 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.134 (m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 3.521 (m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 1.818 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 438.499(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=710.021(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.619(m)截面宽度 B = 3.885 (m) 偏心距 e1 = 0.323(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.323 <= 0.250*3.885 = 0.971(m)截面上压应力: 面坡=169.225 背坡=56.514(kPa)压应力验算满足: 计算值= 169.225 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 9.954 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 438.499(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.923挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.885(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.997计算强度时:强度验算满足: 计算值= 438.499 <= 2484.452(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 438.499 <= 2478.074(kN)(六) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 6.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 29.150(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角： 29.150(度)Ea=172.939 Ex=151.533 Ey=83.340(kN) 作用点高度 Zy=2.150(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不存在墙身截面积 = 12.060(m2) 重量 = 277.380 kN[强度验算]验算截面以上，墙身截面积 = 12.060(m2) 重量 = 277.380 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.738 (m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 2.930 (m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.150 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 360.720(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=400.617(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.111(m)截面宽度 B = 3.360 (m) 偏心距 e1 = 0.569(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.569 <= 0.250*3.360 = 0.840(m)截面上压应力: 面坡=216.516 背坡=-1.802(kPa)压应力验算满足: 计算值= 216.516 <= 800.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 1.802 <= 80.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 2.156 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 360.720(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.744挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.360(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.994计算强度时:强度验算满足: 计算值= 360.720 <= 1730.509(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 360.720 <= 1720.261(kN)2、衡重式挡土墙------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身总高: 9.600(m)上墙高: 3.400(m)墙顶宽: 0.660(m)台宽: 1.500(m)面坡倾斜坡度: 1:0.150上墙背坡倾斜坡度: 1:0.200下墙背坡倾斜坡度: 1:-0.200采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.300(m)墙趾台阶h1: 0.500(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: 0.200:1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: 0.500砌体种类: 片石砌体砂浆标号: 5石料强度(MPa): 30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: 18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa)地基土容许承载力提高系数: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墙底摩擦系数: 0.500地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)===================================================================== 组合1（仅取一种组合计算）=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √2. 填土重力分项系数 = 1.000 √3. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √4. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 10.242(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角 = 31.060(度)按假想墙背计算得到:第1破裂角： 32.720(度)Ea=148.041 Ex=56.254 Ey=136.937(kN) 作用点高度 Zy=1.260(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=17.542(度) 第1破裂角=31.060(度)Ea=102.147 Ex=62.124 Ey=81.085(kN) 作用点高度 Zy=1.465(m) 计算下墙土压力无荷载时的破裂角 = 34.222(度)按力多边形法计算得到:破裂角： 34.222(度)Ea=201.028 Ex=199.855 Ey=21.676(kN) 作用点高度 Zy=2.979(m) 墙身截面积 = 25.299(m2) 重量 = 581.869 kN衡重台上填料重 = 90.539(kN) 重心坐标(1.649,-1.646)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500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 = 11.310 (度)Wn = 659.350(kN) En = 152.144(kN) Wt = 131.870(kN) Et = 236.739(kN) 滑移力= 104.869(kN) 抗滑力= 405.747(kN)滑移验算满足: Kc = 3.869 > 1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 = 353.905(kN) > 0.0地基土摩擦系数 = 0.500地基土层水平向: 滑移力= 261.979(kN) 抗滑力= 396.867(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.515 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 2.308 (m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 4.117 (m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 7.665 (m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 3.807 (m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 2.337 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 943.130(kN-m) 抗倾覆力矩= 2066.104(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.191 > 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值 = 793.025(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取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力 = 811.494(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1122.975(kN-m) 基础底面宽度 B = 3.275 (m) 偏心距 e = 0.254(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.384(m)基底压应力: 趾部=362.948 踵部=132.600(kPa)最大应力与最小应力之比 = 362.948 / 132.600 = 2.737作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.254 <= 0.167*3.275 = 0.546(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=362.948 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=132.600 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=247.774 <= 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 = 98.141 (kN)上墙墙背处的 Ex = 62.124 (kN)上墙墙背处的 Ey = 12.425 (kN)相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂 Zw = 0.889 (m)相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂 Zy = 1.465 (m)相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂 Zx = 1.557 (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 = 0.141(m)截面宽度 B = 1.850 (m) 偏心距 e1 = 0.784(m)截面上偏心距验算不满足: e1= 0.784 > 0.250*1.850 = 0.463(m) 截面上压应力: 面坡=211.665 背坡=-92.134(kPa)压应力验算满足: 计算值= 211.665 <= 800.000(kPa)拉应力验算不满足: 计算值= 92.134 > 80.000(kPa) 切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 9.674 <= 80.000(kPa)斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足: 计算值= 41.598 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 110.566(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.233挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.850(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.981计算强度时:强度验算满足: 计算值= 110.566 <= 298.521(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 110.566 <= 292.889(kN)(六) 墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积 = 24.226(m2) 重量 = 557.198 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.313 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力 = 750.498(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1106.215(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.474(m)截面宽度 B = 3.340 (m) 偏心距 e1 = 0.196(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.196 <= 0.250*3.340 = 0.835(m)截面上压应力: 面坡=303.826 背坡=145.574(kPa)压应力验算满足: 计算值= 303.826 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -11.443 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 750.498(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.960挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.340(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.968计算强度时:强度验算满足: 计算值= 750.498 <= 2221.592(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 750.498 <= 2149.911(kN)(七) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 9.100(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角 = 31.060(度)按假想墙背计算得到:第1破裂角： 32.720(度)Ea=148.041 Ex=56.254 Ey=136.937(kN) 作用点高度 Zy=1.260(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=17.542(度) 第1破裂角=31.060(度)Ea=102.147 Ex=62.124 Ey=81.085(kN) 作用点高度 Zy=1.465(m) 计算下墙土压力无荷载时的破裂角 = 34.075(度)按力多边形法计算得到:破裂角： 34.075(度)Ea=156.451 Ex=155.539 Ey=16.870(kN) 作用点高度 Zy=2.522(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积 = 22.550(m2) 重量 = 518.644 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.358 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力 = 707.137(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=830.127(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.174(m)截面宽度 B = 3.065 (m) 偏心距 e1 = 0.359(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.359 <= 0.250*3.065 = 0.766(m)截面上压应力: 面坡=392.661 背坡=68.767(kPa)压应力验算满足: 计算值= 392.661 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -21.270 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 707.137(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.859挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.065(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.959计算强度时:强度验算满足: 计算值= 707.137 <= 1823.443(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 707.137 <= 1749.052(kN)=====================================================================3、加筋土挡土墙------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身总高: 8.200(m)筋带竖向间距是否不等: 否单个筋带厚: 1(mm)筋带水平方向间距: 0.420(m)筋带竖直方向间距: 0.400(m)筋带长度竖向分段数: 2分段序号高度(m) 筋带长(m)1 6.000 6.0002 2.200 4.000筋带序号筋带宽(m)1 0.2002 0.2003 0.2004 0.2005 0.2006 0.2007 0.2008 0.2009 0.20010 0.20011 0.20012 0.20013 0.20014 0.20015 0.20016 0.20017 0.20018 0.20019 0.20020 0.200物理参数:加筋土容重: 20.000(kN/m3)加筋土内摩擦角: 35.000(度)筋带容许拉应力: 50.000(MPa)土与筋带之间的摩擦系数: 0.400加筋土浮容重: 10.000(kN/m3)地基土浮重度: 10.000(kN/m3)筋带抗拔力计算调节系数: 1.400筋带材料抗拉计算调节系数: 1.000筋带材料强度标准值: 240.000(MPa)筋带材料抗拉性能的分项系数: 1.250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)地基土容重: 18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa)地基土容许承载力提高系数: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墙底摩擦系数: 0.500地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)计算参数:稳定计算目标: 给定圆心,半径计算安全系数圆心X坐标: -2.000(m)圆心Y坐标: 10.000(m)半径: 15.000(m)筋带对稳定的作用: 筋带力沿圆弧切线内部稳定分析采用方法: 应力分析法条分法的土条宽度: 0.500(m)墙后填土粘聚力: 10.000(kPa)墙体填土粘聚力: 10.000(kPa)地基土粘聚力: 10.000(kPa)土条切向分力与滑动方向反向时: 当作下滑力对待===================================================================== 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 = 1.000 √2. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √3. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √=============================================----------------------------------------------------------内部稳定性验算采用应力分析法(一) 应力分析法筋带号宽度总长度稳定区竖向压应水平应最大拉力抗拉力抗拔力 (m) (m) 长度(m) 力(kPa) 力(kPa) 设计值(kN) (kN) (kN)01 0.200 6.000 3.540 46.000 19.139 3.215 38.400 18.61002 0.200 6.000 3.540 54.000 21.908 3.681 38.400 21.84703 0.200 6.000 3.540 62.000 24.511 4.118 38.400 25.08304 0.200 6.000 3.540 70.000 26.948 4.527 38.400 28.32005 0.200 6.000 3.540 78.000 29.220 4.909 38.400 31.55706 0.200 6.000 3.540 86.000 31.326 5.263 38.400 34.79307 0.200 6.000 3.540 94.000 33.265 5.589 38.400 38.03008 0.200 6.000 3.540 102.000 35.040 5.887 38.400 41.26609 0.200 6.000 3.605 110.000 36.648 6.157 38.400 45.32510 0.200 6.000 3.814 118.000 38.091 6.399 38.400 51.42911 0.200 6.000 4.022 126.000 39.367 6.614 38.400 57.91512 0.200 6.000 4.230 134.000 40.478 6.800 38.400 64.78113 0.200 6.000 4.438 142.000 41.423 6.959 38.400 72.02714 0.200 6.000 4.647 150.000 42.203 7.090 38.400 79.65515 0.200 4.000 2.855 158.000 42.816 7.193 38.400 51.54916 0.200 4.000 3.063 166.000 44.984 7.557 38.400 58.10917 0.200 4.000 3.271 174.000 47.152 7.922 38.400 65.05018 0.200 4.000 3.479 182.000 49.320 8.286 38.400 72.37219 0.200 4.000 3.688 190.000 51.488 8.650 38.400 80.07520 0.200 4.000 3.896 198.000 53.656 9.014 38.400 88.158单个筋带结点抗拔稳定满足: 拉力设计值=3.215 <= 18.610(kN)筋带截面抗拉强度验算满足: 拉力设计值=9.014 <= 38.400(kN)全墙抗拔验算满足: 最小安全系数=11.415 >= 2.000----------------------------------------------------------外部稳定性验算[土压力计算] 计算墙背处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角： 32.600(度)Ea=246.817 Ex=202.181 Ey=141.568(kN) 作用点高度 Zy=3.400(m) 墙身截面积 = 44.800(m2) 重量 = 896.000 kN墙顶上的土重(包括超载) = 171.000(kN) 重心坐标(3.667,0.889)(相对于墙面坡上角点) 墙顶上的土重(不包括超载) = 171.000(kN) 重心坐标(3.667,0.889)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500滑移力= 202.181(kN) 抗滑力= 604.284(kN)滑移验算满足: Kc = 2.989 > 1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 = 455.454(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 = 2.804 (m)相对于墙趾点，墙土压力Ey的力臂 Zx = 6.000 (m)相对于墙趾点，墙土压力Ex的力臂 Zy = 3.400 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 687.414(kN-m) 抗倾覆力矩= 3988.410(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 5.802 > 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值 = 2673.196(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 = 1208.568(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=3300.996(kN-m)墙计算宽度 B = 6.000 (m) 偏心距 e = 0.269(m)墙底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 2.731(m)基底压应力: 墙趾=255.546 墙踵=147.310(kPa)最大应力与最小应力之比 = 255.546 / 147.310 = 1.735作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.269 <= 0.167*6.000 = 1.000(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=255.546 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=147.310 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=201.428 <= 500.000(kPa)(四) 整体稳定验算圆心: (-2.000,10.000)半径 = 15.000(m)安全系数 = 1.802总的下滑力 = 1214.149(kN)总的抗滑力 = 2188.340(kN)土体部分下滑力 = 1214.149(kN)土体部分抗滑力 = 2188.340(kN)筋带的抗滑力 = 0.000(kN)整体稳定验算满足: 最小安全系数=1.802 >= 1.2504、桩板式挡土墙原始条件:墙身尺寸:桩总长: 16.000(m)嵌入深度: 6.000(m)截面形状: 方桩桩宽: 1.000(m)桩高: 1.500(m)桩间距: 3.500(m)挡土板的类型数: 2板类型号板厚(m) 板宽(m) 板块数1 0.200 0.500 82 0.200 0.500 8嵌入段土层数: 1柱底支承条件: 铰接计算方法: M法土层序号土层厚(m) 重度(kN/m3) M(MN/m4) 1 50.000 18.000 10.000初始弹性系数A: 0.000(MN/m3)初始弹性系数A1: 0.000(MN/m3)物理参数:桩混凝土强度等级: C40桩纵筋合力点到外皮距离: 35(mm)桩纵筋级别: HRB335桩箍筋级别: HPB235桩箍筋间距: 150(mm)板混凝土强度等级: C30板纵筋合力点到外皮距离: 35(mm)板纵筋级别: HRB335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)土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)钢筋混凝土配筋计算依据:《混凝土结构设计规范》（GB 50010--2002）===================================================================== 第 1 种情况: 组合1注意：内力计算时，土压力分项(安全)系数 = 1.000[土压力计算] 计算高度为 10.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 31.530(度)第1破裂角： 31.530(度)Ea=313.264 Ex=298.765 Ey=94.200(kN) 作用点高度 Zy=3.584(m)(一) 桩身内力计算计算方法: m 法背侧——为挡土侧；面侧——为非挡土侧。
第六章挡土墙ppt课件
纤维增强混凝土
通过添加纤维材料改善混凝土的韧性和抗裂性，提高挡土墙的整 体性能。
新型土工合成材料
利用土工格栅、土工布等合成材料，增强土体的强度和稳定性， 减少挡土墙的变形和破坏。
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智能化建造与管理
数字化设计与仿真
利用CAD、BIM等技术进行数字化设计，实现挡 土墙结构的精确建模和性能仿真。
防护作用
挡土墙可以防止斜坡上的 土壤或岩石侵蚀，保护周 边环境和建筑物免受斜坡 失稳的影响。
5
挡土墙的历史与发展
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古代挡土墙
早在古代，人们就开始利用天然材料（如石头、木材等）建造简单的挡土墙来防止土壤侵 蚀和斜坡坍塌。
现代挡土墙
随着工程技术和材料科学的不断发展，现代挡土墙的设计和施工更加精细化、专业化，能 够应对更复杂的工程条件和更高的安全要求。
根据库仑土压力理论或朗肯土压力理 论计算主动土压力和被动土压力。
考虑挡土墙上的活荷载、雪荷载、风 荷载等。
地震荷载计算
根据地震烈度、场地类别等因素计算 地震荷载。
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结构稳定性验算
抗滑稳定性验算
验算挡土墙在水平荷载作 用下的抗滑稳定性，确保 挡土墙不会沿基底滑动。
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的加固措施，防止地质灾害的发生。
水文环境保护
02
合理规划挡土墙的位置和高度，确保不会对周边水文环境造成
严重影响，同时采取适当的排水措施。
生态环境保护
03
在挡土墙建设和使用过程中，应注重生态保护，采取植被恢复
、动物栖息地保护等措施。
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第六章：挡土墙及土压力计算
2. 当墙后填土为粘性土时——为了得到确切的解析解，库仑理论假设墙后填土为无粘性土，当用粘性土回填时，在
BC 面上各力合成时，将出现粘聚力之和 C = c.BC 弧长,由于 BC 弧长度是变量,故无法得其确切解析解；C 参与合成
后，C、N 和 f 三者之和设为 RD，由图知：RD 一定位于 R 的下方，即 RD 与 N 之间的夹角φD 一定大于 R 与 N 之 间的夹角φ ，鉴于此，实用中，可考虑将粘性土的φ值适当增大，用增大后的Δφ来近似考虑 c 值对土压力的影响。
pp3 (1 h1 2 h2 q) / m22 2c2 / m2 (19 4.0 18 3.5 20) 0.577 2 212 0.577 518.57(kPa)
E p1
1 4.0 (69.39 224.49) 2
587.76(kN /
m)
Ep2
1 2
(329.57 518.57) 3.5
例题 1：某土样进行剪切试验，测得破坏时剪切破坏面上的应力如表 1，试根据测试结果计算土的抗剪强度指标；若 已知土中某点的大主应力σ1 =410kPa 、小主应力σ3 = 200kPa，试判断该点处于何种应力状态？ 表 1 土样破坏时剪切破坏面上的应力值
解：根据τf= σ .tanφ +c 得：22.466= 50.0*tanφ+c <1>
的土压力称为主动土压力，记为 Ea 。
2.被动土压力 Ep——在外力作用下，挡土墙发生挤向土体方向的位移，墙后填土达到极限平衡状态，此时墙背上的
土压力称为被动土压力，记为 Ep 。
3.静止土压力 Eo——墙土间无位移，墙后填土处于弹性平衡状态，此时墙背上的土压力称为静止土压力，记为 Eo 。
第六章 挡土墙设计
（2）求土压力及土压力作用点
Ea scions(())G(A0tgB0)scions(())
17(29.50.75297.88)50.3096 0.9884
76.28K/Nm
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K cos( ) (tg tg) sin( )
cos(3658' 35) (0.75290.25) sin(3658' 4418')
45°~50°
19~20
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车辆荷载换算及计算参数
填料排 挡 土 墙 墙 背 性 质 水情况
墙背光滑
不良
片、块石砌体、粗糙 良好
干砌片、块石、很粗糙 良好
第二破裂面体，无滑动 良好
δ值
（0~1/3）φ （1/3~1/2）φ （1/2~2/3）φ
φ
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Z20x20/6/20BZytg
h0
破裂面交于 路基面
a
bd
hh21
H
h3
0 a
h4
H
Ea1 2HHHa1 2h1ah301 2HHK HaK 1 2h1aK h3h0K
1 2H2K[12H a(12hH 1 )2H h02 h3]1 2H2K1K
K112H a(12hH 1 )2H h02 h3
E ass i9 nin 0 ( ( ))Gs cio n s (())G
G 1 2H 2se 2cco c s o ()s s i ()n ()
Ea
1 H2
2
se
c2
c
os( )sin( cos()
)
cos() sin( )
第六章：挡土墙及土压力计算
第六章：挡土墙及土压力计算挡土墙是防止土体坍塌和控制土体崩塌的一种结构，通常用于公路、铁路、水坝、隧道等工程中。
挡土墙可以是重力式挡土墙、加筋土挡墙、钢筋混凝土挡墙等不同类型的结构。
本章将介绍挡土墙的设计原理和土压力计算。
1. 挡土墙设计原理挡土墙的设计原理是要在土体的外界应力作用下，对土体施加等量反向的应力，从而达到防止土体坍塌和控制土体崩塌的目的。
为了满足这个要求，挡土墙应该具有以下特点：•具有足够大的重力或抗压能力，以承受土压力和土体的上部载荷；•具有足够的摩擦和固结性能，以保证与土体之间的稳定接触面；•具有良好的排水性能，以避免土体的渗透和水分积聚。
挡土墙结构的选择应该根据地质情况、工程所需的水准和经济条件等因素进行综合考虑。
2. 土压力计算挡土墙的土压力计算是设计过程中的一个关键步骤，因为这关系到挡土墙所需的结构和材料的选择。
土压力是指土体在不同深度和不同方向上的地下应力，通常包括水压力和土体内部的应力。
土压力计算需要考虑以下因素：•土的重度和黏度特性；•挡土墙和土体之间的摩擦系数；•挡土墙和土体之间的固结系数；•土体的水平和垂直面的压力。
土压力计算的方法包括摩尔–库仑理论、库仑理论、阿基米德原理和等效侧压力法等。
具体的计算方法需要根据实际情况进行选择和调整。
3. 总结挡土墙是保护工程建设和人类生命财产安全的重要结构。
其设计和计算需要综合考虑地质条件、工程水平、经济状况等因素。
在土压力计算中，需要考虑土的特性、墙体和土体之间的摩擦和固结系数，同时也要选择合适的计算方法，以便得到准确可靠的设计结果。
长大路基路面之第六章-挡土墙设计
一般条件下库伦主动土压力计算
库伦主动土压力计算 主动土压力计算 极限状态判断及土压力计算：通过求解微分方程，获得产生土压力的相应破裂角，得到土压力的具体表达式。
一般条件下库伦主动土压力计算
2. 库伦主动土压力计算 主动土压力计算 注意事项：地表及顶部荷载的不规则变化，可能使 在某处不可导，因此对于复杂边界条件下的土压力计算，因破裂面与顶部表面的交点不同，会有若干表达式。具体计算时，求出θ值后应复核边界条件
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挡土墙设计
演讲人姓名
第一节 概述
添加标题
Part 02.
添加标题
第六章 挡土墙设计
第一节 概述
A
挡土墙的用途
挡土墙的类型
B
用 途
目 的
1
用于陡坡路段，坍、滑路段
防止土体坍塌、滑动，稳定路基或山坡
2
用于沿河浸挡土墙上的作用（或荷载）一般分为永久作用（或荷载）、可变作用及偶然作用（或荷载）。
作用在挡土墙上的力系
荷载分类
永久作用（或荷载）
挡土墙的结构重力和填土重力
计算水位和浮力及静水压力
填土侧压力
预加应力
墙顶上的有效永久荷载
混凝土收缩及徐变
墙背与第二破裂面之间的有效荷载
基础变位影响力
挡土墙的布置
平面布置 在复杂情形下，挡土墙要求做平面布置，解决挡土墙与地形、地物、人工构造物等的关系问题。 对于高而长、纵向曲折、邻近有建筑物、沿河、与旧墙结合等等复杂情况下的挡土墙，可绘制平面布置图，细致调整设计方案。
第三节 挡土墙土压力计算
作用在挡土墙上的力系
一般条件下库伦土压力计算
《挡土墙设计的案例综述1700字》
挡土墙设计的案例综述1.1 重力式挡土墙设计1.1.1 设计资料（1）墙身构造：墙高8m，填土高度3m，墙背仰斜坡度1:0.25（=14°02’），墙面与垂直，墙身每15m设置沉降缝，缝宽20mm，墙顶宽1m。
挡土墙墙身加设直径为20mm 的泄水孔，上下泄水孔错开设置，泄水孔间距2.5m。
（2）土质情况：墙背填土重度18kN/m3，内摩擦角φ=20°，填土与墙背间的摩擦角δ=11.5°，粘聚力c=8kPa，填土重度γ_土=18kN/m^3 地基为岩石，地基容许承载力[f_a ]=300kPa，基底摩擦系数f=0.6，静止土压力系数K0=0.5。
（3）墙身材料：墙身采用浆砌片石砌筑，石料强度不低于30MPa。
砌体重度γ_砌=22kN/m^3，砌体容许压应力[σ]=500kPa，容许剪应力[τ]=80kPa。
1.1.2挡土墙验算1.1.2.1破裂棱体位置确定（1）破裂角（θ）的计算假设破裂棱体位于荷载范围内，则有：ψ=α+δ+φ=−14°02’+17°30′+20°=23°28′A0=12(a+H+2ℎ)(a+H)=12H(H+2ℎ)……………………………（7-1）B0=12ab+(b+d)ℎ−12H(H+2a+2ℎ)tanα=−12H(H+2ℎ)tanα（7-2）根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：tanθ=−tanψ+√(cotφ+tanψ)(B0A0+tanψ)…………（7-3）tanθ=−tanψ+√(cotφ+tanψ)(B0A0+tanψ)=−tan23°28′+√(cot20°+tan23°28′)(tan23°28′+tan14°02′)=−0.434+√(2.747+0.434)(0.434+0.250)=0.986θ=44°35′46"（2）验算破裂面是否交于荷载范围内，破裂棱体长度：L0=H(tanθ−tanα)=6(0.986−0.250)=4.416(m)车辆荷载分布宽度：L=Nb+(N−1)m+d…………………………（7-4）式中N—车道数；b—轮距，取1.8；m—车间距，取1.3；d—荷载与路肩边缘距离，取0.6。
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基础 墙趾 基底 墙踵
③墙顶及护栏
挡土墙的组成示意图
④墙底（墙趾、墙踵）
第二节 挡土墙的构造与布置
◆1、挡土墙的构造
⑤基础-p113有具体要求
设计的主要内容包括基础形式的选择和基础埋置深度的确定。
⑥排水设施-p115有具体要求
通常由地面排水和墙身排水两部分组成。
⑦沉降缝和伸缩缝-p115有具体要求
为防止因地基不均匀沉陷而引起墙身开裂，应根据地基地质 条件及墙高墙身断面的变化情况，设置沉降缝；为了减少圬 工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生的裂缝，须设置伸 缩缝。
第二节 挡土墙的构造与布置
①横向布置 ②纵向布置
在墙趾纵断面图上进行墙的纵向布置，布置后绘成挡土墙正面图。包括： 1）分段，设伸缩缝与沉降缝； 2）考虑始、末位置在路基及 其它结构处的衔接； 3）基础的纵向布置； 4）泄水孔布置。
◆2、挡土墙布置
主要是在路基横断面图上选定挡土墙的位置，确定是路堑墙、路肩墙、路堤 墙还是浸水挡墙？并确定断面形式及初步尺寸。
③平面布置
对于个别复杂的挡土墙，例如高的、长的沿河挡墙和曲面挡墙；绕避建筑物 挡墙，除了横、纵向布置外，还应作平面布置，并绘制平面布置图。
第三节 挡土墙土压力计算
◆1、作用在挡土墙上的力系 （1）主要力系：
主要内容
第一节 概述 第二节 挡土墙的构造与布置 第三节 挡土墙土压力计算 第四节 挡土墙的设计原则 第五节 重力式挡土墙设计 第六节 浸水路堤挡土墙设计 第七节 地震地区挡土墙设计 第八节 轻型挡土墙 第九节 加筋土挡土墙
第一节 概述
◆ 1、挡土墙的定义
挡土墙的定义与的作用
第一节 概述
填土 桥面
重力式挡土墙
支撑土坡的 挡土墙 填土
拱桥桥台
填土
E
堤岸挡土墙
E
第一节 概述
（2）柔性挡土墙
本身会发生变形， 墙上土压力分布形式复杂
锚杆 板桩
板桩变形
板桩上土压力 实测 计算
第一节 概述
3、新型挡土墙 自嵌式挡土墙-主要依靠挡土块块体、填土通过加筋带
连接构成的复合体自重来抵抗动静荷载，达到稳定的作用。 用于园林景观、高速公路、立交桥和护坡、小区水岸等，比 传统的混凝土和浆砌块石容易施工，并且美观、耐久。
还有哪些？ --结构、材料
第一节 概述
挡土墙照片
第一节 概述
4、挡土墙的作用
路肩墙：护肩及改善综合坡度；
路堤墙：收缩坡脚，防止边坡或基底（对于陡坡）路堤滑
动，沿河路堤可防水流冲刷等；
路堑墙：减少开挖，降低边坡高度；
山坡墙：支挡坡上覆盖层，可兼起拦石作用；
隧道及明洞口挡墙：缩短隧道或明洞口长度；
三种不同性质的土压力
第三节 挡土墙土压力计算
5、路基挡土墙的土压力考虑
1）主动土压力与被动土压力的区分：
假定挡土墙处于极限移动状态，土体有沿墙及假想破裂
面移动的趋势，则土推墙即为主动土压力，墙推土即为
被动土压力。
2）路基挡土墙的土压力考虑：
路基挡土墙一般都有可能有向外的位移或倾覆，因此，
挡土墙自重及位于墙上的恒载； 墙后土体的主动土压力（包括超载）； 基底的支撑力与摩阻力； 墙前土体的被动土压力； 浸水墙的常水位静水压力及浮力。
季节性或规律性作用于墙的各种力，
如波浪冲击、洪水。
图6-5 作用在挡土墙上 的力系
（2）附加力： （3）特殊力：
偶然出现的力，如地震力、浮力、水面物撞击力等。
挡土墙是支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的结构 物。公路中主要作用是支撑路堤、路堑、隧道洞口、桥梁两端及 河岸壁等。
第一节 概述
◆2、挡土墙的类型
按挡土墙位置分:
路堑挡墙，路堤挡墙，路肩挡墙和山坡挡墙等。
按挡土墙的墙体材料分:
石砌挡墙，混凝土挡墙，钢筋混凝土挡墙，砖砌挡 墙，木质挡墙和钢板墙等。
按挡土墙的结构形式分:
重力式，半重力式，衡重式，悬臂式，扶壁式，锚 杆式，拱式，锚定板式，板桩式和垛式等。
第一节 概述
a
b
c
d
挡土墙位置分：a）路肩挡墙、b）路堤挡墙、c）路堑挡墙、d）山坡挡墙
第一节 概述
（1）刚性挡土墙本身变形极小，只能发生整体位移
重力式 悬臂式
扶壁式 锚拉式 （锚碇式）
（1）朗肯土压力理论
1857年英国学者朗肯（Rankine）从研究弹性半空 间体内的应力状态，根据土的极限平衡理论，得出 计算土压力的方法，又称极限应力法。
（2）库仑土压力理论
1776年法国的库伦（C.A.Coulomb）根据极限平 衡的概念，并假定滑动面为平面，分析了滑动楔体 的力系平衡，从而求算出挡土墙上的土压力，成为 著名的库伦土压力理论。
第三节 挡土墙土压力计算
◆2、挡土墙的移动形式
（1）墙体外移
（2）墙体内移
（3）墙体不移动
第三节 挡土墙土压力计算
土压力E Ep
◆3、墙位移与土压力关系
Ea:墙体外移,土压力逐渐减小, 当土体破坏,达到极限平衡状 态时所对应的土压力(最小)
E0
Ep:墙体内移,土压力逐渐增大, 当土体破坏,达到极限平衡状 态时所对应的土压力 (最大)
在设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态考虑，即只 考虑Ea ，且取一定的安全系数以保证墙背土体的稳定。
墙趾前土体的被动土压力Ep一般不计。
第三节 挡土墙土压力计算
◆6、不同墙背倾斜形式的土压力大小
墙背倾斜形式
仰斜、直立和俯斜
E2
E1 仰斜
E3
E1＜E2＜E3 直立
俯斜
第三节 挡土墙土压力计算
7、挡土墙的土压力计算理论
桥梁两端挡墙：护台及连接路堤，作为翼墙或桥台。
第一节 概述
5、各式挡土墙的使用条件
第一节 概述
6、挡土墙的破坏
垮塌的重力式挡墙
第一节 概述
6、挡土墙的破坏
垮塌的护坡挡墙
第二节 挡土墙的构造与布置
◆1、挡土墙的构造
墙顶
①墙面（墙胸） ②墙背（俯斜、仰斜、垂直）
墙 身
墙面 墙背 墙身
有直线形墙背和折线形墙背 之分
1~5% 1~5‰ 墙位移与土压力E关系
E0:墙体不移动,土压力即是 土体产生的侧压力
第三节 挡土墙土压力计算
◆4、不同类型土压力需满足的条件
1）静止土压力：土静止不动 2）主动土压力Ea ： ①土推墙 ②土体达到主动极限平衡状态 3）被动土压力Ep ： ①墙推土 ②土体达到被动极限平衡状态