支擋結(jié)構(gòu)類型及土壓力計(jì)算

1、一、支擋結(jié)構(gòu)類型介紹一、支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 邊坡處治的常用措施邊坡處治的常用措施 （1）放緩邊坡 （2）支擋 （3）加固 注漿加固 錨桿加固 土釘加固 預(yù)應(yīng)力錨索加固 (4)防護(hù) 植物防護(hù) 工程防護(hù) (5)排水 截水溝 坡內(nèi)排水溝 支擋結(jié)構(gòu)支擋結(jié)構(gòu) 支擋結(jié)構(gòu)包括擋土墻、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索等支撐和錨固結(jié)構(gòu)，是用來支撐、加固支擋結(jié)構(gòu)包括擋土墻、抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索等支撐和錨固結(jié)構(gòu)，是用來支撐、加固 填土或山坡土體，防止其坍滑以保持穩(wěn)定的建筑物。填土或山坡土體，防止其坍滑以保持穩(wěn)定的建筑物。 在鐵路路基工程中，支擋結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定路堤、路塹、隧道洞口以及橋梁兩在鐵路路基工程中，支擋結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于穩(wěn)

2、定路堤、路塹、隧道洞口以及橋梁兩 端的路基邊坡等，主要用于承受土體側(cè)向土壓力。端的路基邊坡等，主要用于承受土體側(cè)向土壓力。 一）一） 支擋結(jié)構(gòu)類型及使用范圍支擋結(jié)構(gòu)類型及使用范圍 1.1 支擋結(jié)構(gòu)的分類支擋結(jié)構(gòu)的分類 1.2 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 1.1 支擋結(jié)構(gòu)的分類支擋結(jié)構(gòu)的分類 u按結(jié)構(gòu)形式分: 1.重力式擋土墻（包括 衡重式擋土墻）； 2.托盤式擋土墻和卸荷 板式擋土墻； 3.懸臂式擋土墻和扶壁 式擋土墻； 4.加筋土擋土墻； 5.錨定板擋土墻； 6.抗滑樁和由此演變 而來的樁板式擋土墻； 7.錨桿擋土墻； 8.土釘墻； 9.預(yù)應(yīng)力錨索加固技 術(shù)和由此發(fā)展而來的 錨

3、索樁等樁索復(fù)合結(jié) 構(gòu)； 10.樁基托梁擋土墻。 一）一） 支擋結(jié)構(gòu)類型及使用范圍支擋結(jié)構(gòu)類型及使用范圍 u按支擋結(jié)構(gòu)的材料劃分: 1.漿砌片石支擋結(jié)構(gòu)（如漿砌片石擋土墻）； 2.混凝土支擋結(jié)構(gòu)（如混凝土擋土墻、樁板墻、抗滑樁等）； 3.土工合成材料支擋結(jié)構(gòu)（如包裹式加筋擋土墻）； 4.復(fù)合型支擋結(jié)構(gòu)（如卸荷板或托盤式擋土墻、土釘墻、預(yù)應(yīng) 力錨索、錨索樁等）。 一）一） 支擋結(jié)構(gòu)類型及使用范圍支擋結(jié)構(gòu)類型及使用范圍 u按支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置的位置劃分: 1.用于穩(wěn)定路塹邊坡的路塹邊坡支擋結(jié)構(gòu)； 2.用于穩(wěn)定路堤邊坡的路堤邊坡支擋結(jié)構(gòu)，又可分為墻頂與路肩一樣平的路肩式支 擋結(jié)構(gòu)及墻頂以上有一定填土高度的路

4、堤式支擋結(jié)構(gòu)； 一）一） 支擋結(jié)構(gòu)類型及使用范圍支擋結(jié)構(gòu)類型及使用范圍 u按支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置的位置劃分: 3.用于穩(wěn)定建筑物的陡峻邊坡減少挖方的建筑物邊坡支擋結(jié)構(gòu)； 4.用于穩(wěn)定滑坡、巖堆等不良地質(zhì)體的支擋結(jié)構(gòu)； 5.用于加固河岸、基坑邊坡、攔擋落石等其他特殊部位的支擋結(jié)構(gòu)。 二）常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹二）常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 重力式擋土墻（圖） 1依靠墻身自重承受土側(cè)壓力； 2一般用漿砌片石砌筑，在缺乏石料地區(qū)或墻身較高時(shí)也用混凝 土灌注； 3形式簡(jiǎn)單、取材容易、施工簡(jiǎn)便； 4適用于一般地區(qū)、浸水地區(qū)、地震地區(qū)等地區(qū)的邊坡支擋工程， 當(dāng)?shù)鼗休d力較低時(shí)或地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)適當(dāng)控制墻高。 重力式擋土墻重

5、力式擋土墻 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 衡重式擋土墻（圖1-9） 1利用衡重臺(tái)上的填土重量及墻體自重共同抵抗土壓力以增 加墻身的穩(wěn)定性； 2由于墻胸坡陡、下墻背仰斜、在陡坡地區(qū)可降低墻高，減 少基坑開挖面積； 3主要用于地面橫坡較陡的路肩墻和路堤墻，也可用于攔擋 落石的路塹墻。 衡重式擋土墻衡重式擋土墻 衡重臺(tái) 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 卸荷板式擋土墻（圖） 1在衡重式擋土墻的墻背設(shè)置一定長(zhǎng)度的水 平卸荷板，卸荷板上的填料作為墻體重量，而 卸荷板又減小了衡重式擋墻下墻的土壓力，增 加全墻的抗傾覆穩(wěn)定性。 2地基強(qiáng)度較大地段、墻高大于6m時(shí)，卸荷 板式擋土墻與衡重式

6、擋土墻比較，顯示出優(yōu)越 性。 卸荷板式擋土墻卸荷板式擋土墻 托盤式擋土墻（圖） 1在擋墻頂部設(shè)置鋼筋混凝土的托盤及道碴 槽，承受線路上部建筑和列車的重量； 2在山區(qū)地面陡峻地帶或受既有線建筑物影 響橫向空間受限制時(shí)，設(shè)置托盤式擋土墻可降 低墻高、縮短橫向距離； 3要求擋墻的地基承載力較高。 托盤式擋土墻 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 懸臂式擋土墻（圖） 1采用鋼筋混凝土材料、由立臂、墻趾板、 墻踵板三部分組成，墻的斷面尺寸較??； 2墻高時(shí)立臂下部的彎矩較大； 3宜在石料缺乏、地基承載力較低的填方地 段使用； 4墻高不宜大于6m、當(dāng)墻高大于6m宜在墻 面板前加肋。 懸臂式擋土墻懸臂式

7、擋土墻 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 扶壁式擋土墻（圖） 1當(dāng)懸臂式擋土墻的立臂較高時(shí)沿墻長(zhǎng)方向每隔一定距離加 一道扶壁把墻面板和墻踵板連接起來，以減小立臂下部的彎 矩； 2扶壁式擋墻宜在石料缺乏、地基承載力較低的地段使用， 墻高不宜大于10m。裝配式的扶壁式擋土墻不宜在不良地質(zhì) 地段或設(shè)計(jì)地震動(dòng)峰值加速度為0.2g（原八度）及以上地區(qū) 采用。 扶壁式擋土墻 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 錨桿擋土墻（圖） 1錨桿擋土墻是由鋼筋混凝土肋柱、墻面板和錨桿組成，靠錨桿 拉力來維持穩(wěn)定。肋柱、擋板可預(yù)制，有時(shí)，根據(jù)地質(zhì)和工程的 具體情況，也采用無肋柱式錨桿擋土墻。 2錨桿擋土墻

8、適用于一般地區(qū)巖質(zhì)或土質(zhì)邊坡加固工程（鐵路支 擋規(guī)范規(guī)定目前僅使用于巖質(zhì)路塹邊坡），可采用單級(jí)或多級(jí)， 在多級(jí)墻的上下級(jí)之間應(yīng)設(shè)平臺(tái)，每級(jí)墻高不宜大于8m，總高 度宜控制在18m以內(nèi)。 錨桿擋土墻錨桿擋土墻 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 錨定板擋土墻（圖） 1錨定板擋土墻是由鋼筋混凝土墻面板和錨桿及錨定板共同組 成，靠固定在穩(wěn)定區(qū)的錨定板提供的抗拔力來維持墻體的穩(wěn)定。 有時(shí)，根據(jù)地質(zhì)和工程的具體情況，也采用無肋柱式錨定板擋土 墻。 2錨定板擋土墻適用于一般地區(qū)墻高不大于10m的路肩墻或路堤 墻。設(shè)計(jì)時(shí)可采用單級(jí)或雙級(jí)，在雙級(jí)墻的上下級(jí)之間應(yīng)設(shè)平臺(tái)， 單級(jí)墻高不宜大于6m，雙級(jí)墻總高

9、度宜控制在10m以內(nèi)。 錨定板擋土墻錨定板擋土墻 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 加筋土擋土墻（圖） 1加筋土擋土墻是由墻面系、拉筋和填土共同 組成的擋土結(jié)構(gòu)，由拉筋和填土間的摩阻力維持 墻體的穩(wěn)定；墻面板宜采用鋼筋混凝土板，拉筋 宜采用鋼筋混凝土板條、鋼帶、復(fù)合拉筋帶或土 工格柵，目前也有采用土工合成材料作拉筋的包 裹式（無面板）加筋土擋墻； 2加筋土擋土墻適用于石料缺乏地區(qū)，由于其為 柔性結(jié)構(gòu)，對(duì)地基承載力的要求不高，能適應(yīng)地 基輕微的變形，一般對(duì)墻高沒有限制。 加筋土擋土墻加筋土擋土墻 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 土釘墻（圖1-17） 1土釘墻一般有土釘及墻面系（

10、鋼筋網(wǎng)和噴射 混凝土構(gòu)成的面層）組成，靠土釘拉力維持邊坡 的穩(wěn)定； 2土釘墻可用于一般地區(qū)及破碎軟弱巖質(zhì)邊坡加 固工程，在地下水發(fā)育或邊坡土質(zhì)破碎時(shí)不宜采 用，單級(jí)土釘墻墻高宜控制在12m以內(nèi)，多級(jí)土 釘墻上下墻之間應(yīng)設(shè)置平臺(tái)，每級(jí)墻高不宜大于 10m，總高度宜控制在20m以內(nèi)。 土釘墻土釘墻 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 抗滑樁（圖1-18） 1抗滑樁是一種由其錨固段側(cè)向地基抗力來抵 抗懸臂段的土壓力或滑坡下滑力的橫向受力樁 （當(dāng)用在非滑坡工程時(shí)常稱其為錨固樁），在土 質(zhì)和破碎軟弱巖質(zhì)地層中常設(shè)置鎖口和護(hù)壁； 2抗滑樁常用于穩(wěn)定滑坡、加固其他特殊邊坡 （例如作為軟弱破碎巖質(zhì)路塹邊

11、坡的預(yù)加固樁）， 樁間距一般為610m，樁的截面最小邊長(zhǎng)不小 于1.25m。 抗滑樁抗滑樁 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 樁板式擋土墻（圖） 1樁板式擋土墻是一種在樁之間設(shè)擋板或土釘?shù)绕渌Y(jié)構(gòu)來穩(wěn) 定土體的擋土結(jié)構(gòu)； 2樁板式擋土墻可用于一般地區(qū)、浸水地區(qū)和地震區(qū)的路塹和路 堤支擋，也可用于滑坡等特殊路基的支擋工程；樁的自由臂長(zhǎng)不 宜大于15m，樁間距宜為78m；當(dāng)樁的地面以上長(zhǎng)度大于 15m或樁側(cè)土壓力較大時(shí)，可在樁上部加設(shè)錨索（桿）組成預(yù)應(yīng) 力錨索（桿）樁。 樁板式擋土墻樁板式擋土墻 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 樁基托梁擋土墻（圖） 1樁基托梁擋土墻是一種由基樁、

12、托梁及擋 土墻組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)來穩(wěn)定土體的擋土結(jié)構(gòu)； 2樁基托梁擋土墻一般用在地基承載力不滿 足需要的地段，當(dāng)?shù)孛娑妇虻乇砀采w層為松 散體時(shí)，采用樁基礎(chǔ)將基底置于地層，擋土墻 墻高控制在12m以下，托梁底一般置于原地 面。 樁基托梁擋土墻樁基托梁擋土墻 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 預(yù)應(yīng)力錨索（圖） 1預(yù)應(yīng)力錨索由錨固段、自由段及錨頭組成，通過對(duì)錨索施加預(yù) 應(yīng)力以加固巖土體使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)或改善結(jié)構(gòu)內(nèi)部的受力狀態(tài)， 預(yù)應(yīng)力錨索采用高強(qiáng)度低松弛鋼絞線制作； 2預(yù)應(yīng)力錨索可用于土質(zhì)、巖質(zhì)地層的邊坡及地基加固，其錨固 段宜置于穩(wěn)定地層中，預(yù)應(yīng)力錨索也常與抗滑樁結(jié)合組成錨索樁， 以減少抗滑

13、樁的錨固段長(zhǎng)度及樁身截面。 預(yù)應(yīng)力錨索預(yù)應(yīng)力錨索 三）支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置原則三）支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置原則 1） 設(shè)置原則 2） 支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置位置的選擇 1） 設(shè)置原則設(shè)置原則 （1）陡坡路堤，地面橫坡較陡，路堤邊坡形 成薄層填方，采用支擋結(jié)構(gòu)收回坡腳，提高路 基的穩(wěn)定性。 （2）路塹設(shè)計(jì)邊坡與地面坡接近平行，邊坡 過高，且形成剝山皮式的薄層開挖，破壞天然 植被過多，采用支擋結(jié)構(gòu)以降低路塹邊坡，減 少對(duì)環(huán)境的破壞。 1） 設(shè)置原則設(shè)置原則 （3）穩(wěn)定基坑邊坡。 （4）不良地質(zhì)地段，為提高該地質(zhì)體的穩(wěn)定 性或提高建筑物的安全度： 為加固滑坡、巖堆、軟弱地基等不良地質(zhì)體； 為攔擋危巖、落石、崩塌等； 在特殊土地段

14、或軟弱破碎巖質(zhì)地段的路塹邊坡， 采用坡腳預(yù)加固技術(shù)。 1） 設(shè)置原則設(shè)置原則 （5）濱河濱海地段填方，其坡腳伸入水中，水流沖刷影響填 方邊坡的穩(wěn)定，為了收回坡腳或減少對(duì)水流的影響。 （6）為了避免對(duì)既有建筑物影響、破壞和干擾。 （7）為了減少土石方數(shù)量或少占農(nóng)田。 （8）其他特殊要求。 2 ） 支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置位置的選擇支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置位置的選擇 1.路塹支擋結(jié)構(gòu)的位置通常設(shè)置在路基側(cè)溝邊，有時(shí)結(jié)合邊坡 的地質(zhì)條件也可設(shè)置在邊坡的中部，但要保證墻基以下邊坡 的穩(wěn)定。 2.路堤擋土墻與路肩擋土墻比較，當(dāng)其墻高、工程數(shù)量、地基 情況相近時(shí)，宜設(shè)路肩擋土墻。當(dāng)路肩擋土墻、路堤擋土墻 兼設(shè)時(shí)，其銜接處可設(shè)斜墻

15、或端墻。 3.濱河擋土墻要注意使設(shè)墻后水流平順，不致形成漩渦，發(fā)生 嚴(yán)重局部沖刷，更不可擠壓河道。 2 ） 支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置位置的選擇支擋結(jié)構(gòu)設(shè)置位置的選擇 4.滑坡地段的抗滑支擋工程，應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件、滑體的 下滑力，以及地下水分布情況，與清方減載、排水等工程綜 合考慮。 5.帶攔截落石作用的擋土墻，應(yīng)按落石寬度、規(guī)模、彈跳軌 跡等進(jìn)行考慮。 6.受其他建筑物（如公路、房屋、橋涵、隧道等）控制的支 擋結(jié)構(gòu)的設(shè)置，應(yīng)注意保證既有建筑物的穩(wěn)定和安全。 3）支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載）支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載 (1)主力： l支擋結(jié)構(gòu)承受的巖土側(cè)壓力或滑坡推力； l支擋結(jié)構(gòu)重力及結(jié)構(gòu)頂面承受的恒載； l軌道、列車、

16、汽車、房屋等荷載產(chǎn)生的側(cè)壓力； l結(jié)構(gòu)基底的法向反力及摩擦力； l常水位時(shí)靜水壓力及浮力（常水位指每年大部分時(shí)間保持的水位）。 3）支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載）支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載 (2)附加力： 設(shè)計(jì)水位的靜水壓力和浮力 l水位退落時(shí)的動(dòng)水壓力； l波浪壓力； l凍漲力和冰壓力（不與波浪壓力同時(shí)計(jì) 算）。 (3)特殊力： 地震力（洪水與地震不同時(shí)考慮）； l施工荷載及臨時(shí)荷載； l其他特殊力。 4） 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 1. 搜集設(shè)計(jì)工點(diǎn)的地形、地質(zhì)資料（1/200的橫斷面圖、 1/2001/500的縱斷面圖、1/5001/2000的平面圖）； 2. 大致確定支擋結(jié)構(gòu)在平面和橫斷面上的位置； 3. 初步選擇

17、支擋結(jié)構(gòu)的類型，在高填、深挖或不良地質(zhì)情況下支 擋結(jié)構(gòu)工程難度大時(shí)應(yīng)改線移位或設(shè)橋、隧等進(jìn)行比較； 4） 設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟 4. 經(jīng)比選后具體確定支擋結(jié)構(gòu)形式； 5. 計(jì)算各種工況下土壓力或下滑力，確定最不利工 況； 6. 支擋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)； 7. 支擋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)； 8. 繪制支擋結(jié)構(gòu)橫斷面圖、正面圖、平面圖，計(jì)算 工程數(shù)量，編寫設(shè)計(jì)說明。 返回課本的內(nèi)容返回課本的內(nèi)容 重力式擋土墻的四種主要形式重力式擋土墻的四種主要形式 仰斜墻背式 俯斜墻背式 衡重式 折線墻背式 在平衡土壓力方面，衡重式的特點(diǎn)是利用 墻身和墻背回填土的重力和地基反力來保持土 體穩(wěn)定 衡重式 折線墻背式 在平衡土壓力方面

18、，衡重式的特點(diǎn)是利用 墻身和墻背回填土的重力和地基反力來保持土 體穩(wěn)定 幾種常見的輕型擋土墻幾種常見的輕型擋土墻 錨桿擋土墻 錨定板擋土墻 在平衡土壓力方面，錨桿擋土墻的特點(diǎn)是在 填土內(nèi)埋入錨固件，或在穩(wěn)定土層中插入錨桿利 用錨固件的抗拔力，將擋土板拉緊 樁板擋土墻 在平衡土壓力方面， 柱板式或樁板式擋土墻 的特點(diǎn)是把柱（樁）部 分埋入地基內(nèi)，用柱、 板結(jié)構(gòu)擋土，以地基抗 力保持柱板穩(wěn)定 加筋土擋土墻 在平衡土壓力方 面，加筋土擋土墻的 特點(diǎn)則是利用拉筋與 土之間的摩擦力抵抗 土壓力，并以拉筋與 墻面板連接擋土 薄壁擋土墻 在平衡土壓力方面，薄壁擋土墻的特點(diǎn)是由 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)成，用墻背踵板

19、上的地基抗力 抵抗土的壓力 為使路塹邊坡開挖減小或防止落石危害，為使路塹邊坡開挖減小或防止落石危害， 可修筑路塹墻及作攔石墻、護(hù)墻等可修筑路塹墻及作攔石墻、護(hù)墻等 路塹墻 路肩墻 路堤墻 綜合應(yīng)用擋土墻 擋土墻的主要作用擋土墻的主要作用 穩(wěn)定邊坡 減少土方 防止沖刷 攔擋落石 整治滑坡等 除在路基工程中應(yīng)用以外，在橋梁工程、水利 工程、工業(yè)民用建筑中也常使用 二、擋土墻設(shè)計(jì)中的土壓力計(jì)算二、擋土墻設(shè)計(jì)中的土壓力計(jì)算 Coulomb理論 Rankine理論 兩種理論都不能計(jì)算不同變形情況下的土壓力 以下內(nèi)容在土力學(xué)中學(xué)過 以復(fù)習(xí)為主 00 pKZ 2 00 1 2 EH K 0 1 sinK 五

20、五 庫(kù)侖土壓力理論及其在鐵路擋土墻庫(kù)侖土壓力理論及其在鐵路擋土墻 中的應(yīng)用中的應(yīng)用 1776年法國(guó)學(xué)者庫(kù)侖根據(jù)墻后土楔體處于極限 平衡狀態(tài)時(shí)的力系平衡條件，提出了與朗肯理 論不同的分析方法，可適用于不同形式的填土 表面和不同粗糙度的墻背條件 （一）庫(kù)侖土壓力理論 庫(kù)侖理論假設(shè)墻后土楔體處于極限平 衡狀態(tài)時(shí)滑動(dòng)面為平面 滑動(dòng)土楔體為剛體 墻后填土為砂性土 在AB和BC滑動(dòng)面上抗剪強(qiáng)度均已充分 發(fā)揮 墻后地面為任意平面時(shí) 庫(kù)侖主動(dòng)土壓力計(jì)算圖 當(dāng)擋土墻墻背AB受力向前移動(dòng)，將出現(xiàn)破壞楔 體ABC，當(dāng)其處于極限平衡時(shí)，由力三角形abc 據(jù)正弦定理可得： )sin( )cos( )sin( )90si

21、n( QQEa 為墻背摩擦角 為墻后土體內(nèi)摩擦角 為破裂面BC與鉛垂線之夾角 為墻背傾角 i為墻后土面與水平面之夾角， 稱土面傾斜角 設(shè)ABC之面積為S，作幾何計(jì)算，則 AMBCS 2 1 在ABC中 ;90; 90 ABCBACi ACBi sec HAB )cos( )cos( sec )90sin( )90sin( i i H i i ABBC 因 )sin(sec)sin(HABAM 22 1cos()sin() sec 2cos() i SH i 于是， 破裂楔體ABC的重量SQ 式中 墻后土體重度 將Q代入 得主動(dòng)土壓力 )sin( )cos( )cos( )sin()cos( s

22、ec 2 1 22 i i HEa )sin( )cos( )sin( )90sin( QQEa 由式可知，當(dāng)參數(shù)、i為定值時(shí)， Ea是的函數(shù)，可隨破裂面不同而變化。故在 式中，將Ea對(duì)求導(dǎo)，并令 0 d dEa 則可導(dǎo)得 2 2 2 cos () sin()sin() coscos() 1 cos()cos() a i i 式中 a庫(kù)侖主動(dòng)土壓力系數(shù) 墻后地面為任意平面時(shí) 庫(kù)侖主動(dòng)土壓力計(jì)算圖 上述計(jì)算是據(jù)圖示得出 的，墻背仰斜時(shí)的為 正值，如果墻背俯斜， 應(yīng)改為負(fù)值進(jìn)行計(jì)算 墻背仰斜和俯斜時(shí)主動(dòng)土壓力分解 在擋土墻設(shè)計(jì)中為檢算方便，常將Ea分解為水平 力和豎直力，則墻背仰斜時(shí) )cos(

23、ax EE )sin( ay EE 為了確定土壓力作用點(diǎn)或求擋土墻某一截面所 受的土壓力，常需做土壓應(yīng)力圖，若沿墻高H以 變量h代替，則得深度h處的主動(dòng)土壓應(yīng)力h為： ( ) a ha dE h h dh 可見， h是h的一次函數(shù)，土壓應(yīng)力的方向平 行于 的方向，土壓應(yīng)力圖的面積等于Ea，即 2 1 2 aa EH 土壓應(yīng)力圖的形心位置距墻底距離 HZ x 3 1 即為土壓力作用點(diǎn) 土壓應(yīng)力圖 a E （二）庫(kù)倫土壓力理論在鐵路擋土墻（二）庫(kù)倫土壓力理論在鐵路擋土墻 中的應(yīng)用中的應(yīng)用 在鐵路或道路工程中，擋土墻墻后填土表面有 時(shí)不是平面，而是在路面上作用有列車或汽車 荷載，這時(shí)可根據(jù)庫(kù)倫理論，

24、建立各種不同情 況下的庫(kù)倫主動(dòng)土壓力公式。 如圖為一路肩墻，破裂面交于路基面的不同位 置 破裂面交于路基面 設(shè)墻后填土重度為 ， 在路基面上有列車和 軌道荷載換算成的土 柱（土柱厚度與擋土 墻厚度均取每延米長(zhǎng)） 當(dāng)破裂角1時(shí)破裂楔體土重 tgHQ 2 2 1 當(dāng)12時(shí) 2 00 1 2 QH tgl h 當(dāng)26m時(shí)，取綜合內(nèi)摩擦角值為 30-35。也可按經(jīng)驗(yàn)規(guī)定粘聚力每增加0.1MPa，相當(dāng)于增加內(nèi)摩擦角3- 7 目前在設(shè)計(jì)中常用的方法是用綜合內(nèi)摩擦角0代 替抗剪強(qiáng)度中的內(nèi)摩擦角和粘聚力c。常用的內(nèi) 摩擦角換算方法有： 根據(jù)土的抗剪強(qiáng)度相等的原理，計(jì)算綜 合內(nèi)摩擦角0 1 0 tantan c

25、 H 其換算公式為： 式中，為填料的容重(kN/m3)；為試驗(yàn)測(cè)定的土的 內(nèi)摩擦角；c為試驗(yàn)測(cè)定的土的粘聚力(kPa)；H為 擋土墻的高度（m）。 根據(jù)土壓力相等的原理計(jì)算綜合內(nèi)摩擦角0 值。為計(jì)算方便，可按破裂楔體頂面水平、墻背 豎直、墻背與土之間的摩擦角為0的簡(jiǎn)單邊界條 件確定 換算為砂性土的土壓力為： 220 0 1 tan (45) 22 d EH 粘性土的土壓力為： 2 2200 12 tan (45)2tan(45) 222 a c EHcH 令粘性土的土壓力與換算后的砂性土土壓力相 等，即可求出0值 常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹常用支擋結(jié)構(gòu)類型介紹 懸臂式擋土墻（圖） 1采用鋼筋混凝土材料、由立臂、墻趾板、 墻踵板三部分組成，墻的斷面尺寸較??； 2墻高時(shí)立臂下部的彎矩較大