庫侖土壓力與擋土墻

1、 概述 作用在擋土墻上的土壓力 朗肯土壓力理論 庫侖土壓力理論 擋土墻設(shè)計(jì) 地基破壞型式及地基承載力 土坡和地基的穩(wěn)定分析 擋土墻：擋土墻：防止土體坍塌的構(gòu)筑物，統(tǒng)稱為擋土墻。防止土體坍塌的構(gòu)筑物，統(tǒng)稱為擋土墻。 土壓力：土壓力：指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對(duì)墻背產(chǎn)生的側(cè)向壓力。側(cè)向壓力。 地基承載力：地基承載力：地基單位面積上承受荷載的能力。地基單位面積上承受荷載的能力。 土坡：土坡：可分為由于地質(zhì)作用而形成的天然土坡和因人類可分為由于地質(zhì)作用而形成的天然土坡和因人類平整平整 場(chǎng)地、開挖基坑等而形成的人工土坡。場(chǎng)地、開挖基坑等而形成的人工土

2、坡。在外力作用下，擋土墻推擠土體向后位移至一定數(shù)值，墻后在外力作用下，擋土墻推擠土體向后位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻上的土壓力。土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻上的土壓力。被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力 ：Ep三種土壓力的關(guān)系：三種土壓力的關(guān)系：n對(duì)同一擋土墻，在填土的物理力對(duì)同一擋土墻，在填土的物理力學(xué)性質(zhì)相同的條件下學(xué)性質(zhì)相同的條件下有以下規(guī)律：有以下規(guī)律：l Ea Eo Epl p a擋土墻在壓力作用下不發(fā)生任何變形和位移，墻后填土處擋土墻在壓力作用下不發(fā)生任何變形和位移，墻后填土處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，作用在擋土墻背的土壓力。于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，作用在擋土墻背的土壓力。靜止土壓

3、力靜止土壓力 ：在土壓力作用下，擋土墻離開土體向前位移至一定數(shù)值，在土壓力作用下，擋土墻離開土體向前位移至一定數(shù)值，墻后土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)作用在墻背的土壓力。墻后土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)作用在墻背的土壓力。主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力 ：Eo oEa 靜止土壓力強(qiáng)度分布沿墻高呈三角形分布。若墻高為靜止土壓力強(qiáng)度分布沿墻高呈三角形分布。若墻高為H，則作用于單位長(zhǎng)度墻上的則作用于單位長(zhǎng)度墻上的總靜止土壓力總靜止土壓力E0為：為： E0的作用點(diǎn)應(yīng)在墻高的的作用點(diǎn)應(yīng)在墻高的1/3處。處。 20021HKE1/3H靜止土壓力計(jì)算：靜止土壓力計(jì)算：朗肯土壓力理論：朗肯土壓力理論：1.1.擋土墻背垂直、光滑；擋土

4、墻背垂直、光滑； 2.2.填土表面水平；填土表面水平； 3.3.墻體為剛性體。墻體為剛性體。h/3EahKa當(dāng)當(dāng)c=0=0, ,無粘性土無粘性土: :u 朗肯主動(dòng)土壓力強(qiáng)度朗肯主動(dòng)土壓力強(qiáng)度: :haaaKczK2aazKaaKhE2)2/1 (l 無粘性土主動(dòng)土壓無粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度與力強(qiáng)度與z成正比，沿成正比，沿墻高呈三角形分布?jí)Ω叱嗜切畏植? ;l 合力大小為分布圖合力大小為分布圖形的面積，即三角形形的面積，即三角形面積面積; ;l 合力作用點(diǎn)在三角合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離形形心，即作用在離墻底墻底h/3處處.2cKaEa(h-z0)/3當(dāng)當(dāng)c0 0, , 粘性土粘性土h負(fù)

5、側(cè)壓力深度為臨界深度負(fù)側(cè)壓力深度為臨界深度z0)/(20aKcz1.1.粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)（計(jì)算中不考慮）（計(jì)算中不考慮）2.2.合力大小為分布圖形的面積合力大小為分布圖形的面積（不計(jì)負(fù)側(cè)壓力部分）（不計(jì)負(fù)側(cè)壓力部分）3.3.合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底(h-z0)/3(h-z0)/3處處2/)2)(0aaaKchKzhEz0hKa-2cKaaaaKczK2020aaaKcKz當(dāng)當(dāng)c=0=0, ,無粘性土：無粘性土：u 朗肯被動(dòng)土壓力強(qiáng)度：朗肯被動(dòng)土壓力強(qiáng)度：l 無粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度與無粘性土被

6、動(dòng)土壓力強(qiáng)度與z成正比，沿墻高呈三角形分布成正比，沿墻高呈三角形分布; ;l 合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積合力大小為分布圖形的面積，即三角形面積; ;l 合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底合力作用點(diǎn)在三角形形心，即作用在離墻底h/3處處.hhKph/3EppppKczK2ppzKppKhE2)2/1 (當(dāng)當(dāng)c0 0, , 粘性土：粘性土：粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分：粘性土主動(dòng)土壓力強(qiáng)度包括兩部分：1. 1. 土的自重引起的土壓力土的自重引起的土壓力zKp2. 2. 粘聚力粘聚力c引起的側(cè)壓力引起的側(cè)壓力2cKp說明：說明：側(cè)壓力是一種正壓力，在計(jì)算側(cè)壓力是一種正壓力，在計(jì)算中

7、應(yīng)考慮中應(yīng)考慮pppKchKhE2)2/1 (2l 粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)；粘性土被動(dòng)土壓力強(qiáng)度不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)；l 合力大小為分布圖形的面積，即梯形分布圖形面積；合力大小為分布圖形的面積，即梯形分布圖形面積；l 合力作用點(diǎn)在梯形形心。合力作用點(diǎn)在梯形形心。土壓力合力：土壓力合力：hEp2cKphKp 2cKphppppKczK2u 幾種常見情況下土壓力計(jì)算幾種常見情況下土壓力計(jì)算1.1.填土表面有均布荷載填土表面有均布荷載（以無粘性土為例）（以無粘性土為例） zqh填土表面深度填土表面深度z z處豎向應(yīng)力為處豎向應(yīng)力為(q+(q+z) )AB相應(yīng)主動(dòng)土壓力強(qiáng)度相應(yīng)主動(dòng)土壓力強(qiáng)度

8、A A點(diǎn)土壓力強(qiáng)度點(diǎn)土壓力強(qiáng)度B B點(diǎn)土壓力強(qiáng)度點(diǎn)土壓力強(qiáng)度若填土為粘性土，若填土為粘性土，c0 0臨界深度臨界深度z0/)/(20qKczaz0 0 0 說明存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，計(jì)說明存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，計(jì)算中應(yīng)不考慮負(fù)壓力區(qū)土壓力算中應(yīng)不考慮負(fù)壓力區(qū)土壓力z0 0 0 說明不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，說明不存在負(fù)側(cè)壓力區(qū)，按三角形或梯形分布計(jì)算按三角形或梯形分布計(jì)算z zqaaKqz)( aaBKqh)(aaAqK2.2.成層填土情況成層填土情況（以無粘性土為例）（以無粘性土為例） ABCD 1 1， 1 1 2 2， 2 2 3 3， 3 3paAaApaBaB上上paBaB下下paCaC下下paCaC上

9、上paDaD擋土墻后有幾層不同類的土擋土墻后有幾層不同類的土層，先求豎向自重應(yīng)力，然層，先求豎向自重應(yīng)力，然后乘以后乘以該土層該土層的主動(dòng)土壓力的主動(dòng)土壓力系數(shù)，得到相應(yīng)的主動(dòng)土壓系數(shù)，得到相應(yīng)的主動(dòng)土壓力強(qiáng)度力強(qiáng)度h1h2h3A點(diǎn)點(diǎn)B點(diǎn)上界面點(diǎn)上界面B點(diǎn)下界面點(diǎn)下界面C點(diǎn)上界面點(diǎn)上界面C點(diǎn)下界面點(diǎn)下界面D點(diǎn)點(diǎn)說明：說明：合力大小為分合力大小為分布圖形的面積，作用布圖形的面積，作用點(diǎn)位于分布圖形的形點(diǎn)位于分布圖形的形心處心處0aA111aaBKh上211aaBKh下22211)(aaCKhh上32211)(aaCKhh下3332211)(aaDKhhh3.3.墻后填土存在地下水墻后填土存在地下

10、水（以無粘性土為例）（以無粘性土為例） ABC(h1+ h2)Kawh2擋土墻后有地下水時(shí)，作用擋土墻后有地下水時(shí)，作用在墻背上的土側(cè)壓力有在墻背上的土側(cè)壓力有土壓土壓力力和和水壓力水壓力兩部分，可分作兩部分，可分作兩層計(jì)算，一般假設(shè)地下水兩層計(jì)算，一般假設(shè)地下水位上下土層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)位上下土層的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)相同，相同，地下水位以下土層用地下水位以下土層用浮重度計(jì)算浮重度計(jì)算A點(diǎn)點(diǎn)B點(diǎn)點(diǎn)C點(diǎn)點(diǎn)土壓力強(qiáng)度土壓力強(qiáng)度水壓力強(qiáng)度水壓力強(qiáng)度B點(diǎn)點(diǎn)C點(diǎn)點(diǎn)作用在墻背的總壓力作用在墻背的總壓力為土壓力和水壓力之為土壓力和水壓力之和，作用點(diǎn)在合力分和，作用點(diǎn)在合力分布圖形的形心處布圖形的形心處h1h2h0a

11、AaaBKh1aaaCKhKh210wB2hwwC【例2】擋土墻高擋土墻高10m10m，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，共分兩層。各層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所示，試求主共分兩層。各層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所示，試求主動(dòng)土壓力動(dòng)土壓力Ea，并繪出主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖。，并繪出主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖。 ABC【解答解答】A點(diǎn)點(diǎn)B點(diǎn)上界面點(diǎn)上界面B點(diǎn)下界面點(diǎn)下界面C點(diǎn)點(diǎn)主動(dòng)土壓力合力主動(dòng)土壓力合力ABCh=10mh1=4mh2=6m27.73kPa27.73kPa14.45kPa14.45kPa43.72kPa43.72kPa2.42kPa2.42kPakPaKcqKa

12、aaA42. 22111kPaKcKaaaB73.272hq11111上kPaKcKqhaaaB45.14222211下kPaKcKqhhaaaC72.432)(2222211mkNEa/81.2342/6)72.4345.14(2/473.2742. 2【2】擋土墻高擋土墻高7m7m，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，共，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，共分兩層。各層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所示，試求主動(dòng)分兩層。各層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所示，試求主動(dòng)土壓力土壓力Ea，并繪出主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖。，并繪出主動(dòng)土壓力強(qiáng)度分布圖。 練習(xí)題練習(xí)題ABC【解答解答】A點(diǎn)點(diǎn)B點(diǎn)上界面點(diǎn)上界面B點(diǎn)下界面點(diǎn)下

13、界面C點(diǎn)點(diǎn)主動(dòng)土壓力合力主動(dòng)土壓力合力ABCh=7mh1=3mh2=4m28.86kPa28.86kPa27.86kPa27.86kPa65.49kPa65.49kPa7.8kPa7.8kPakPaKcqKaaaA8 . 72111kPaKcKaaaB86.282hq11111上kPaKcKqhaaaB86.27222211下kPaKcKqhhaaaC49.652)(2222211mkNEa/69.2412/4)49.6586.27(2/386.288 . 7一、庫侖土壓力基本假定一、庫侖土壓力基本假定1.1.墻后的填土是理想散粒體墻后的填土是理想散粒體 （c=0c=0） 2.2.滑動(dòng)破壞面為

14、通過墻踵的平面（平面滑裂面）滑動(dòng)破壞面為通過墻踵的平面（平面滑裂面） 3.3.滑動(dòng)土楔為一剛塑性體，本身無變形（剛體滑動(dòng)）滑動(dòng)土楔為一剛塑性體，本身無變形（剛體滑動(dòng)） 墻向前移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后墻向前移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，墻后土體沿某一破壞面土體沿某一破壞面BCBC破壞，土楔破壞，土楔ABCABC處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)。 GhCABq qER第四節(jié)第四節(jié) 庫侖土壓力理論庫侖土壓力理論土楔受力情況：土楔受力情況：3.3.墻背對(duì)土楔的反力墻背對(duì)土楔的反力E,E,大小未知，方向與墻背法線夾角為大小未知，方向與墻背法線夾角為1.1.土楔自重土楔自重G= = ABC, ,方向豎直向下；方向豎直向

15、下；2. 2. 破壞面為破壞面為BCBC上的反力上的反力R,R,大小未知，方向與破壞面法線夾大小未知，方向與破壞面法線夾 角為角為 ； GhACBq qERGER二、庫侖主動(dòng)土壓力計(jì)算二、庫侖主動(dòng)土壓力計(jì)算土楔在三力作用下，靜力平衡土楔在三力作用下，靜力平衡)cos()sin(cos)sin()cos()cos(2122qqqqhE 滑裂面是任意給定的，不同滑裂面得到一系列土壓力滑裂面是任意給定的，不同滑裂面得到一系列土壓力E E，E E是是 的函數(shù)，的函數(shù)，E E的最大值的最大值Emax，即為墻背的主動(dòng)土壓力即為墻背的主動(dòng)土壓力E Ea a，所對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面即是最危險(xiǎn)滑動(dòng)面。所對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面即是

16、最危險(xiǎn)滑動(dòng)面。2222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cos21hEaaaKhE221庫侖主動(dòng)土壓力系數(shù)，查表確定土對(duì)擋土墻背的摩擦角，根據(jù)墻背光滑，排水情況查表確定q q ACBhhKah Eah/3212aaaadEdz KzKdzdz主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度aaKhE221主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，合力作用點(diǎn)在離墻主動(dòng)土壓力強(qiáng)度沿墻高呈三角形分布，合力作用點(diǎn)在離墻底底h/3處，方向與墻背法線成處，方向與墻背法線成，與水平面成，與水平面成（）。）。說明：說明：土壓力強(qiáng)度分布圖只代表強(qiáng)度大小，不代表作用方向土壓力強(qiáng)度分布圖只代表

17、強(qiáng)度大小，不代表作用方向二、庫侖主動(dòng)土壓力計(jì)算二、庫侖主動(dòng)土壓力計(jì)算 = 0 = 0 = 0 Ea=? 當(dāng)墻背垂直、光滑，填土面水平時(shí)，庫侖主動(dòng)土壓力當(dāng)墻背垂直、光滑，填土面水平時(shí)，庫侖主動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式成為的一般表達(dá)式成為221tan (45)22aEh 可見，在上述條件下，庫侖主動(dòng)土壓力公式和朗肯公式相同?？梢?，在上述條件下，庫侖主動(dòng)土壓力公式和朗肯公式相同。 ACBhhKahEah/3212aaaadEdz KzKdzdz主動(dòng)土壓力強(qiáng)度主動(dòng)土壓力強(qiáng)度aaKhE221主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力GREGREACBq q 三、庫侖被動(dòng)土壓力計(jì)算三、庫侖被動(dòng)土壓力計(jì)算 當(dāng)墻受外力作用推向填當(dāng)墻受外

18、力作用推向填土，直至土體沿某破裂面土，直至土體沿某破裂面BC（假設(shè)）破壞時(shí)，土楔（假設(shè)）破壞時(shí)，土楔ABC 向上滑動(dòng)，并處于被向上滑動(dòng)，并處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)。此時(shí)土動(dòng)極限平衡狀態(tài)。此時(shí)土楔楔ABC 在其自重在其自重G和反力和反力R和和E的作用下平衡，的作用下平衡， R和和E的方向都分別在的方向都分別在BC 和和AB面法線的上方。面法線的上方。 采用與求主動(dòng)土壓力同樣的原理，可求得被動(dòng)土壓采用與求主動(dòng)土壓力同樣的原理，可求得被動(dòng)土壓力的庫力的庫侖侖公式為公式為：212ppEh K式中：式中：222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos)(cospK被動(dòng)土壓力強(qiáng)度被動(dòng)土壓力強(qiáng)

19、度分布：分布：ppppzKKzdzddzdE221作用點(diǎn)在離墻底作用點(diǎn)在離墻底H/3H/3處，方向與墻背法線的夾角為處，方向與墻背法線的夾角為 。221tan (45)22pEh 當(dāng)墻背垂直、光滑，填土面水平時(shí)，庫侖被動(dòng)土壓力當(dāng)墻背垂直、光滑，填土面水平時(shí)，庫侖被動(dòng)土壓力的一般表達(dá)式成為：的一般表達(dá)式成為：三、例題分析三、例題分析【例】擋土墻高擋土墻高4.5m4.5m，墻背俯斜，填土為砂土，墻背俯斜，填土為砂土， =17.5kN/m=17.5kN/m3 ， =30=30o o ，填土坡角、填土與墻背摩擦角等，填土坡角、填土與墻背摩擦角等指標(biāo)如圖所示，試按庫侖理論求主動(dòng)土壓力指標(biāo)如圖所示，試按庫

20、侖理論求主動(dòng)土壓力Ea及作用點(diǎn)及作用點(diǎn) =10=10o o =15=15o o =20=20o o4.5mAB =10=10o oEah/3【解答解答】由由 =10=10o o， =15=15o o， =30=30o o， =20=20o o480.0aKmkNKhEaa/1 .85212土壓力作用點(diǎn)在距墻底土壓力作用點(diǎn)在距墻底h/3=1.5m處處四、土壓力計(jì)算方法討論四、土壓力計(jì)算方法討論（一（一) )、朗肯與庫侖土壓力理論存在的主要問題、朗肯與庫侖土壓力理論存在的主要問題l 朗肯土壓力理論基于朗肯土壓力理論基于土單元體的應(yīng)力極限平衡條件土單元體的應(yīng)力極限平衡條件建立建立的，采用的，采用墻背

21、豎直、光滑、填土表面水平墻背豎直、光滑、填土表面水平的假定，與實(shí)際的假定，與實(shí)際情況存在誤差，情況存在誤差，主動(dòng)土壓力偏大，被動(dòng)土壓力偏小主動(dòng)土壓力偏大，被動(dòng)土壓力偏小；l 庫侖土壓力理論基于庫侖土壓力理論基于滑動(dòng)塊體的靜力平衡條件滑動(dòng)塊體的靜力平衡條件建立的，建立的，采用采用破壞面為平面破壞面為平面的假定，與實(shí)際情況存在一定差距（尤的假定，與實(shí)際情況存在一定差距（尤其是當(dāng)墻背與填土間摩擦角較大時(shí)）。其是當(dāng)墻背與填土間摩擦角較大時(shí)）。( (二二) )、三種土壓力在實(shí)際工程中的應(yīng)用、三種土壓力在實(shí)際工程中的應(yīng)用l 擋土墻直接澆筑在巖基上，墻的剛度很擋土墻直接澆筑在巖基上，墻的剛度很大，墻體位移很

22、小，不足以使填土產(chǎn)生主大，墻體位移很小，不足以使填土產(chǎn)生主動(dòng)破壞，可以近似按照動(dòng)破壞，可以近似按照靜止土壓力靜止土壓力計(jì)算計(jì)算. .巖基巖基E0l 擋土墻產(chǎn)生離開填土方向位移，墻后填土達(dá)到極限平衡狀擋土墻產(chǎn)生離開填土方向位移，墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)，按態(tài)，按主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力計(jì)算。位移達(dá)到墻高的計(jì)算。位移達(dá)到墻高的0.1%0.1%0.3%,0.3%,填土就填土就可能發(fā)生主動(dòng)破壞?？赡馨l(fā)生主動(dòng)破壞。l 擋土墻產(chǎn)生向填土方向的擠壓位移，墻后填土達(dá)到極限擋土墻產(chǎn)生向填土方向的擠壓位移，墻后填土達(dá)到極限平衡狀態(tài)，按平衡狀態(tài)，按被動(dòng)土壓力被動(dòng)土壓力計(jì)算。位移需達(dá)到墻高的計(jì)算。位移需達(dá)到墻高的2%2%

23、5 5%,%,工程上一般不允許出現(xiàn)此位移，因此驗(yàn)算穩(wěn)定性時(shí)不采用被工程上一般不允許出現(xiàn)此位移，因此驗(yàn)算穩(wěn)定性時(shí)不采用被動(dòng)土壓力全部，通常取其動(dòng)土壓力全部，通常取其3030。Ea30%Ep（三（三) )、擋土墻位移對(duì)土壓力分布的影響、擋土墻位移對(duì)土壓力分布的影響l 擋土墻下端不動(dòng)，上端外移，墻背擋土墻下端不動(dòng)，上端外移，墻背壓力按直線分布，總壓力作用點(diǎn)位于壓力按直線分布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上墻底以上H/3l 擋土墻上端不動(dòng)，下端外移，墻背填擋土墻上端不動(dòng)，下端外移，墻背填土不可能發(fā)生主動(dòng)破壞，壓力為曲線分土不可能發(fā)生主動(dòng)破壞，壓力為曲線分布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上約布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底

24、以上約H/2l 擋土墻上端和下端均外移，位移大小擋土墻上端和下端均外移，位移大小未達(dá)到主動(dòng)破壞時(shí)位移時(shí)，壓力為曲線未達(dá)到主動(dòng)破壞時(shí)位移時(shí)，壓力為曲線分布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上約分布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上約H/2,/2,當(dāng)位移超過某一值，填土發(fā)生主動(dòng)破壞當(dāng)位移超過某一值，填土發(fā)生主動(dòng)破壞時(shí)，壓力為直線分布，總壓力作用點(diǎn)降時(shí)，壓力為直線分布，總壓力作用點(diǎn)降至墻高至墻高1/31/3處處H/3H/2H/3（四）、不同情況下?lián)跬翂ν翂毫τ?jì)算（四）、不同情況下?lián)跬翂ν翂毫τ?jì)算1.1.墻后有局部均布荷載情況墻后有局部均布荷載情況 u 局部均布荷載只沿虛線間土體局部均布荷載只沿虛線間土體向下傳遞，由向

25、下傳遞，由q引起的側(cè)壓力增加引起的側(cè)壓力增加范圍局限于范圍局限于CD墻段。墻段。aaqKp2.2.填土面不規(guī)則的情況填土面不規(guī)則的情況 u 填土面不規(guī)則情況，采用作圖法填土面不規(guī)則情況，采用作圖法求解，假定一系列滑動(dòng)面，采用靜求解，假定一系列滑動(dòng)面，采用靜力平衡求出土壓力中最大值。力平衡求出土壓力中最大值。3.3.墻背為折線形情況墻背為折線形情況 u 墻背由不同傾角的平面墻背由不同傾角的平面AB和和BC組組成，先以成，先以BC為墻背計(jì)算為墻背計(jì)算BC面上土壓面上土壓力力E1 1及其分布，然后以及其分布，然后以AB的延長(zhǎng)線的延長(zhǎng)線AC 作為墻背計(jì)算作為墻背計(jì)算ABC 面上土壓力面上土壓力, ,只

26、計(jì)入只計(jì)入AB段土壓力段土壓力E2 2，將兩者壓力，將兩者壓力疊加得總壓力。疊加得總壓力。（五）、（五）、規(guī)范規(guī)范土壓力計(jì)算公式土壓力計(jì)算公式BACC E2E1h EazqacaKhE2)2/1 ( ABpapb)1/(aaqKp)1/()(abKqhphc/2主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力其中：其中：c為主動(dòng)土壓力增大系數(shù)為主動(dòng)土壓力增大系數(shù)分布分布情況情況一、擋土墻類型的選擇一、擋土墻類型的選擇二、擋土墻的計(jì)算二、擋土墻的計(jì)算穩(wěn)定性驗(yàn)算，包括抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算；穩(wěn)定性驗(yàn)算，包括抗傾覆和抗滑移穩(wěn)定驗(yàn)算；地基的承載力驗(yàn)算；地基的承載力驗(yàn)算；墻身強(qiáng)度的驗(yàn)算。墻身強(qiáng)度的驗(yàn)算。第五節(jié)第五節(jié) 擋土墻設(shè)計(jì)擋土

27、墻設(shè)計(jì)一、擋土墻類型一、擋土墻類型1.1.重力式擋土墻重力式擋土墻塊石或素混凝土砌筑而成，塊石或素混凝土砌筑而成，靠自身靠自身重力維持穩(wěn)定重力維持穩(wěn)定，墻體抗拉、抗剪強(qiáng)，墻體抗拉、抗剪強(qiáng)度都較低。墻身截面尺寸大，一般度都較低。墻身截面尺寸大，一般用于低擋土墻。用于低擋土墻。2.2.懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻鋼筋混凝土建造，立臂、墻趾懸臂和鋼筋混凝土建造，立臂、墻趾懸臂和墻踵懸臂三塊懸臂板組成，墻踵懸臂三塊懸臂板組成，靠墻踵懸靠墻踵懸臂上的土重維持穩(wěn)定臂上的土重維持穩(wěn)定，墻體內(nèi)拉應(yīng)力，墻體內(nèi)拉應(yīng)力由鋼筋承擔(dān)，墻身截面尺寸小，充分由鋼筋承擔(dān)，墻身截面尺寸小，充分利用材料特性，市政工程中常用。利用材料

28、特性，市政工程中常用。墻頂墻頂墻基墻基墻趾墻趾墻面墻面墻背墻背墻趾墻趾墻踵墻踵立壁立壁鋼筋鋼筋3.3.扶壁式擋土墻扶壁式擋土墻針對(duì)懸臂式擋土墻立臂受力后彎矩和針對(duì)懸臂式擋土墻立臂受力后彎矩和撓度過大缺點(diǎn)，增設(shè)扶壁，扶壁間距撓度過大缺點(diǎn)，增設(shè)扶壁，扶壁間距（0.80.81.01.0）h，墻體穩(wěn)定靠扶壁間墻體穩(wěn)定靠扶壁間填土重維持填土重維持。4.4.錨定板式與錨桿式擋土墻錨定板式與錨桿式擋土墻預(yù)制鋼筋混凝土面板、立柱、鋼拉桿和埋預(yù)制鋼筋混凝土面板、立柱、鋼拉桿和埋在土中錨定板組成，在土中錨定板組成，穩(wěn)定由拉桿和錨定板穩(wěn)定由拉桿和錨定板來維持。來維持。墻趾墻趾墻踵墻踵扶壁扶壁墻板墻板錨定板錨定板基巖

29、基巖錨桿錨桿二、擋土墻計(jì)算二、擋土墻計(jì)算u 抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算抗傾覆穩(wěn)定條件：抗傾覆穩(wěn)定條件：擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾O點(diǎn)向外傾覆，點(diǎn)向外傾覆，zfEaEazEaxG0Ox0 xfbz6 . 10faxfaztzExEGxKcos()axaEEsin()azaEEtanfxbz0tanbzzfu 抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算3 . 1)(tatannsGEEGK抗滑穩(wěn)定條件：抗滑穩(wěn)定條件：0cosGGn擋土墻在土壓力作用下可能沿基礎(chǔ)底面發(fā)生滑動(dòng)擋土墻在土壓力作用下可能沿基礎(chǔ)底面發(fā)生滑動(dòng)0sinGGt為基底摩為基底摩擦系數(shù)，根擦系數(shù)，根據(jù)土的類別據(jù)土的類

30、別查表查表6.2得到得到EaEanEatGGnGt0O00sin()anaEE0cos()ataEE三、重力式擋土墻的體型與構(gòu)造三、重力式擋土墻的體型與構(gòu)造1.1.墻背傾斜形式墻背傾斜形式重力式擋土墻按墻背傾斜方向分為重力式擋土墻按墻背傾斜方向分為仰斜、直立和俯斜仰斜、直立和俯斜三種形三種形式，三種形式應(yīng)根據(jù)使用要求、地形和施工情況綜合確定。式，三種形式應(yīng)根據(jù)使用要求、地形和施工情況綜合確定。E1 1仰斜仰斜E2 2直立直立E3 3俯斜俯斜三種不同傾斜三種不同傾斜形式擋土墻土形式擋土墻土壓力之間關(guān)系壓力之間關(guān)系E1 1E2 2E3 32.2.擋土墻截面尺寸擋土墻截面尺寸 砌石擋土墻頂寬不小于砌石擋土墻頂寬不小于0.5m0.5m，混凝，混凝土墻可縮小為土墻可縮小為0.20m0.20m0.40m0.40m，重力式，重力式擋土墻基礎(chǔ)底寬約為墻高的擋土墻基礎(chǔ)底寬約為墻高的1/21/21/31/3。 為了增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定為了增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，將基底做成逆坡。性，將基底做成逆坡。 當(dāng)墻高較大，基底壓力超過當(dāng)墻高