土力学计算

挡土墙的一般力学计算

一、库伦主动土压力计算

主动土压力计算公式：

Eα=1/2γH2Ka

式中：Eα——主动土压力(KN)，γ——土的容重（KN/m3），H——挡土墙高(m) ，Ka——库伦主动土压力系数。

二、滑动稳定验算

挡土墙沿基底的滑动稳定系数Kc应不小于。计算公式为：

Kc= （W+Ey）f / Ex

式中：W——挡土墙自重，衡重式时，包括衡重台上的土重(KN)，Ex，Ey——主动土压力的水平和垂直分力（KN），f——基底摩擦系数。

设计中，为增加挡土墙的抗滑稳定性，常将基底做成向内倾斜，以增大滑动稳定系数。基底斜坡坡度一般不超过1:5。

三、倾覆稳定验算

挡土墙绕墙趾的倾覆稳定系数Ko应不小于。计算公式为：

Ko=（WZw+EyZx）/（ExZy）

式中：Zx——Ey对墙趾O点的力臂(m)，Zy——Ex对墙趾O点的力臂(m)，Zw——W对墙趾O点的力臂(m)。四、基底应力及偏心验算

基底的合力偏心距e。计算公式为：

e=B/2-Zn=B/2-（WZw+EyZx-ExZy）/（W+Ey）

在土质地基上，e≤B/6；在软弱岩石地基上，e≤B/5；在不易风化的岩石地基上，e≤B/4。

当e≤B/6时，墙趾和墙踵处的法向压应力为：

σ1,2=（W+Ey）（1±6e/B）/B≤[σ]

式中，[σ] ——地基土修正后的容许承载力（KPa）

[σ]= [σo]+K1γ1（B-2）

式中，[σo] ——地基土的容许承载力（KPa），K1 ——地基土容许承载力随基础宽度的修正系数，γ1 ——地基土的天然容重（KN/m3）。

当e>B/6时，基底出现拉应力，考虑到一般情况下地基与基础间不能承受拉力，故不计拉力而按应力重分布计算基底最大拉应力：

σ1=2（W+Ey）/ 3Zn≤[σ]

若出现负偏心，则上式的Zn改为（B-Zn）。

五、墙身截面强度验算

通常选取一、两个截面进行验算。验算截面可选在基础底面、1/2墙高处或上下墙交界处等。

墙身截面强度验算包括法向应力和剪应力的验算。剪应力包括水平剪应力和斜剪应力两种，重力式挡土墙只验算水平剪应力，而衡重式挡土墙还需进行斜截面剪应力的验算。