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1、理正巖土擋土墻應(yīng)用,二零一五年七月,擋土墻學(xué)習(xí)篇,1擋土墻簡(jiǎn)介,2模型簡(jiǎn)化,內(nèi)容概要,3建立模型,1,擋土墻簡(jiǎn)介,擋土墻的13種形式,擋土墻適用范圍：公路、鐵路、水利、市政、規(guī)劃、地礦等；擋墻形式全：目前有13種，分別為：重力式擋土墻、衡重式擋土墻、半重力式擋土墻、懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻、樁板式擋土墻、錨桿式擋土墻、錨定板式擋土墻、垂直預(yù)應(yīng)力錨桿式擋土墻、卸荷板式擋土墻、裝配式懸臂擋土墻和裝配式扶壁擋土墻；參數(shù)交互：墻身尺寸：墻身樣式靈活，面坡、背坡、墻底都可傾斜，可模擬仰斜式擋土墻；可設(shè)墻趾、墻踵；可自動(dòng)設(shè)計(jì)或校核防滑凸榫；,一般做市政道路時(shí)也按公路行業(yè)來(lái)輸入,1,擋土墻簡(jiǎn)介,坡線(xiàn)土柱：

2、坡面起點(diǎn)和坡面線(xiàn)可靈活設(shè)置，可模擬墻頂有土，或者坡面比墻頂?shù)偷那闆r；附加外力：可模擬墻前被動(dòng)土壓力、墻頂車(chē)輛撞擊荷載、墻頂有建筑物等情況；換算土柱：即荷載，公路鐵路行業(yè)常用的荷載軟件已列出；物理參數(shù)：可考慮地震情況和浸水情況；墻后多層填土；土壓力分為庫(kù)侖壓力、朗肯壓力、靜止壓力；材料參數(shù)新增材料參數(shù)查詢(xún)功能；基礎(chǔ)：天然基礎(chǔ)、鋼筋混凝土底板、臺(tái)階式、換填式、錨樁式；整體穩(wěn)定：瑞典條分法；荷載組合:荷載組合I、荷載組合II、荷載組合III。,2,模型簡(jiǎn)化,對(duì)擋土墻模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，轉(zhuǎn)為計(jì)算模型，簡(jiǎn)化時(shí)，注意以下幾點(diǎn)：1）碎石倒濾層：忽略不考慮；2）底板：如果是素混凝土，也可用鋼筋混凝土底板來(lái)模擬；3）

3、灌砌塊石：主要起防沖刷的作用，限制墻體滑動(dòng)的作用很小，可忽略不計(jì)；4）土壓力起算點(diǎn)：可從基礎(chǔ)底開(kāi)始算，也可從結(jié)構(gòu)底開(kāi)始算。從基礎(chǔ)底開(kāi)始算的話(huà)，也可以考慮前面土產(chǎn)生的被動(dòng)土壓力，以外加荷載方式加入。從基礎(chǔ)底開(kāi)始考慮，不考慮墻前被動(dòng)土壓力。5）墊層：墊層比較薄時(shí)，可不考慮墊層。,不影響結(jié)構(gòu)計(jì)算的部分可忽略，如碎石倒濾層、排水孔、比較薄的墊層、灌砌塊石等可忽略不計(jì),3,墻身尺寸：,建立模型,墻身高：不包括基礎(chǔ)部分；坡度（面坡、背坡、墻底）：可正可負(fù);將背坡坡率交互負(fù)值，可模擬仰斜式擋墻；滑移不滿(mǎn)足時(shí)，可設(shè)成傾斜墻底；墻趾墻踵可設(shè)臺(tái)階：墻趾最多兩階；墻趾臺(tái)階與墻面坡的坡度可以相同；墻踵最多一階；凸榫：

4、設(shè)置凸榫可增加擋墻的抗滑動(dòng)穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)軟件可自動(dòng)設(shè)計(jì)凸榫的位置和尺寸，并直接帶回軟件中；凸榫構(gòu)造要求根據(jù)鐵路工程設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)-路基（1995）要求進(jìn)行驗(yàn)算；凸榫被動(dòng)土壓力系數(shù)無(wú)經(jīng)驗(yàn)時(shí)取1；砌體材料凸榫容許應(yīng)力可查公路路基設(shè)計(jì)手冊(cè)（1997）P604表3-3-213-3-22，混凝土材料可查鐵路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（TB10025-2006）P6表3.1.3，表格內(nèi)容如下：,傾斜基底,3,注：干砌的容許壓應(yīng)力為表中2.5號(hào)砂漿砌體的一半。,建立模型,砌體材料凸榫容許應(yīng)力表:,建立模型,3,混凝土、片石材料凸榫容許應(yīng)力表:,3,坡面線(xiàn)段數(shù)：即墻后填土的坡面形式，需交互每段坡面線(xiàn)的水平和豎直投影長(zhǎng)度

5、；,坡線(xiàn)土柱：,建立模型,換算土柱：換算方法：（取自公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD30-2004）h=q/，h換算土層厚（m）；q車(chē)輛荷載附加荷載強(qiáng)度，墻高小于2m，取20kN/m2墻高大于10m，取10kN/m2，墻高在210m之間的用內(nèi)插法計(jì)算，作用于墻頂或墻后填土上人群荷載強(qiáng)度規(guī)定為3kN/m2（計(jì)算時(shí)采用10kN/m2，偏安全考慮，根據(jù)擋土墻04J008第5頁(yè)3.3取值）,作用于擋墻欄桿頂?shù)乃酵屏Σ捎?.75kN/m，作用于欄桿扶手上的豎向力采用1kN/m；墻背填土的容重，kN/m3；公路或鐵路行業(yè)，軟件列出了常用的荷載，可直接選用；,3,建立模型,附加集中力：用于模擬作用在擋土墻上的其他

6、外力；加入等效墻前被動(dòng)土壓力，可根據(jù)交互的墻身高度和墻前土體的物理參數(shù)計(jì)算出被動(dòng)土壓力；作用點(diǎn)的坐標(biāo)輸入以擋墻墻身左上角點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)；荷載大小為作用在擋墻縱向一延米范圍內(nèi)的外力；是否為被動(dòng)土壓力，需要計(jì)算時(shí)選擇“是”，對(duì)結(jié)構(gòu)有利時(shí)取荷載的0.3倍帶入公式中計(jì)算，對(duì)結(jié)構(gòu)不利時(shí)取荷載0.5倍帶入公式（軟件會(huì)自動(dòng)乘系數(shù)），此處的公式，指的是滑移和傾覆安全系數(shù)的計(jì)算公式。,坡線(xiàn)土柱：,擋土墻前的被動(dòng)土壓力可不計(jì)算，當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深且地層穩(wěn)定、不受水流沖刷和擾動(dòng)破壞時(shí)可計(jì)入被動(dòng)土壓力。,3,坡線(xiàn)土柱：,建立模型,坡線(xiàn)起始是否低于墻頂：坡線(xiàn)起始點(diǎn)在擋土墻右上角下方則為是，否則為否，如圖所示；,坡線(xiàn)起始點(diǎn)低于

7、墻頂：,壓頂，即墻頂有土：,局部放大,3,建立模型,地面橫坡角度：確定原則：一般取不產(chǎn)生土壓力的硬土地面；當(dāng)擋土墻后有巖石時(shí)，地面橫坡角度一般為巖石的坡度；當(dāng)擋土墻后都為土體時(shí)，可取0，即按土壓力最大情況考慮；填土對(duì)橫坡面的摩擦角：用于有限土體土壓力計(jì)算，只有當(dāng)?shù)孛鏅M坡角較大，土沿地面橫坡角破壞時(shí)起作用；當(dāng)破裂角位于樁背與地面橫坡面之間時(shí)，計(jì)算土壓力用墻后填土內(nèi)摩擦角，當(dāng)破裂角位于地面橫坡面時(shí)，計(jì)算土壓力宜根據(jù)試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，粘性土與粉土可取0.33，砂性土與碎石土可取0.5；浸水擋墻參數(shù)：墻頂標(biāo)高：決定地下水的相對(duì)距離；選擇水利行業(yè)時(shí)，水位可高過(guò)墻頂；擋墻分段長(zhǎng)度：按擋土墻的設(shè)縫間

8、距劃分；在公路行業(yè)影響車(chē)輛荷載的計(jì)算；,坡線(xiàn)土柱：,選擇浸水擋土墻時(shí)，需輸入水位參數(shù),3,建立模型,物理參數(shù)：,擋土墻類(lèi)型：四種類(lèi)型，可考慮地震與浸水；墻后填土類(lèi)型：當(dāng)選擇多層土?xí)r，點(diǎn)擊旁邊“土層”按鈕進(jìn)行輸入各層土的物理參數(shù)；墻后填土內(nèi)摩擦角：當(dāng)無(wú)資料時(shí)，可查公路路基設(shè)計(jì)手冊(cè)（1997）P591表3-2-7和公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD30-2004）P34表5.4.2-4，表格內(nèi)容如下：,3,建立模型,物理參數(shù)：,墻后填土粘聚力：根據(jù)試驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)取值；墻后填土容重：當(dāng)無(wú)資料時(shí)，可參照公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD30-2004）P34表5.4.2-4的容重值，如上面表5.4.2-4所示；墻背與墻后

9、填土摩擦角：當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可參考公路路基設(shè)計(jì)手冊(cè)（1997）P591，具體內(nèi)容如下：墻背光滑、排水不良時(shí)=0；混凝土墻身時(shí)=（01/2）；一般情況、排水良好的石砌墻身=（1/22/3）；臺(tái)階形的石砌墻背、排水良好時(shí)=2/3；第二破裂面或假象墻背時(shí)=；土壓力：三種土壓力模式：庫(kù)侖壓力、朗肯壓力和靜止壓力；朗肯理論的應(yīng)用范圍：墻背垂直、光滑、墻后填土面水平，即a=0，b=0，d=0。無(wú)粘性土與粘性土均可用。庫(kù)倫理論的應(yīng)用范圍：用于包括朗肯條件在內(nèi)的各種傾斜墻背的陡墻，填土面不限，即a，b，d可以不為零或等于零，故較朗肯公式應(yīng)用范圍更廣。,3,建立模型,物理參數(shù)：,等效：可將粘聚力等效成內(nèi)摩擦角來(lái)

10、計(jì)算土壓力，軟件提供三種計(jì)算方法；,填土容重：此處的容重指天然容重，浮容重=飽和容重-10，飽和容重天然容重，地基土容重值可查地勘資料；,3,物理參數(shù)：,建立模型,修正后地基土容許承載力：查地勘資料；若地勘資料未進(jìn)行修正時(shí)，可參考公路擋土墻設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則（2008）P24頁(yè)的修正公式進(jìn)行修正；地基土容許承載力提高系數(shù)：參考公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ024-85）P2408表2.2.2取值，當(dāng)受地震力作用時(shí)，應(yīng)按公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定取值，如無(wú)特殊要求，墻趾墻踵提高系數(shù)可與平均提高系數(shù)相同（如果不太清楚就不進(jìn)行提高），地基土容許承載力提高系數(shù)按下表取值：,3,建立模型,物理參數(shù)：,

11、地震參數(shù)：選擇抗震區(qū)或抗震浸水區(qū)擋墻時(shí)需交互地震參數(shù)；地震烈度不考慮7度、8度、9度；根據(jù)所在地區(qū)和工程重要性等選擇抗震設(shè)防烈度；地震參數(shù)地震力計(jì)算公式：；水上、水下地震角（度）：根據(jù)地震烈度確定，可參考相關(guān)規(guī)范；水平地震系數(shù)Kh：根據(jù)地震烈度確定，可參考相關(guān)規(guī)范；重要性修正系數(shù)Ci：根據(jù)工程類(lèi)別及等級(jí)確定，一般取0.6-1.7；綜合影響系數(shù)Cz：一般取0.25，見(jiàn)公路工程抗震規(guī)范；水平地震作用沿墻高的分布圖形：根據(jù)墻高和工程等級(jí)確定，見(jiàn)公路工程抗震規(guī)范表3.1.5；,3,建立模型,地基強(qiáng)度與偏心距驗(yàn)算：對(duì)基底寬度有兩種考慮方法，分別為斜面長(zhǎng)度作為基礎(chǔ)底、水平投影長(zhǎng)作為基礎(chǔ)底，兩種方法計(jì)算結(jié)果

12、不同，可根據(jù)自己習(xí)慣選用。圬工砌體容重：當(dāng)無(wú)資料時(shí)，計(jì)算擋土墻結(jié)構(gòu)的重力時(shí)，其構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)可參考公路擋土墻設(shè)計(jì)與施工技術(shù)細(xì)則（2008）P16表4.1.8取值，表格內(nèi)容如下：,材料參數(shù)：圬工砌體材料參數(shù)參照公路路基設(shè)計(jì)手冊(cè)（1997）P604表3-3-213-3-22，表格內(nèi)容同凸榫材料容許應(yīng)力參數(shù)表格；,物理參數(shù)：,3,建立模型,圬工之間摩擦系數(shù)：圬工與圬工之間的摩擦系數(shù)取值參照公路路基設(shè)計(jì)手冊(cè)（1997）P603所述內(nèi)容，具體內(nèi)容如下：一般采用0.4（主要組合）0.5（附加組合）；地基土的摩擦系數(shù)：當(dāng)無(wú)資料時(shí)，可查公路路基設(shè)計(jì)手冊(cè)（1997）P593表3-3-3，表格內(nèi)容如下：,物理參數(shù)：,建

13、立模型,3,基礎(chǔ)類(lèi)型：天然基礎(chǔ)、鋼筋混凝土底板、臺(tái)階式、換填土式、錨樁式；,整體穩(wěn)定,基礎(chǔ),鋼筋混凝土底板：鐵路橋涵鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(TB10002.3-2005)表5.2.1。,計(jì)算方法：瑞典條分法；搜索方法：自動(dòng)搜索、給定范圍、給定圓心半徑計(jì)算安全系數(shù)、給定圓心計(jì)算安全系數(shù)；一般采用自動(dòng)搜索方法；土條且向分力與滑動(dòng)方向反向時(shí)：兩種理論：當(dāng)下滑力對(duì)待，當(dāng)抗滑力對(duì)待。,建立模型,3,結(jié)構(gòu)重要系數(shù)：參照城市道路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ194-2013）P29表6.4.5取值，表格內(nèi)容如下表所示：,荷載組合,支擋工程安全等級(jí)：參照城市道路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ194-2013）P28表6.4.3取值，表格內(nèi)容如下表所示：,建立模型,3,組合系數(shù)：參照公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（JTGD30-2004）P38表5.4.4-2取值，表格內(nèi)容如下:,荷載組合,荷載組合：參照城市道路路基設(shè)計(jì)規(guī)范（CJJ194-2013）P30表6.4.6-2取值，表格內(nèi)容如下表所示：,