挡土墙设计讲义.ppt

锚定板式挡土墙：预定板式挡土墙的结构形式与锚杆式基本相同，只是锚杆的固定端改用锚定板，埋入墙后填料内部的稳定层中，依靠锚定板产生的抗拔力抵抗侧压力，保持墙的稳定。它主要适用于缺乏石料的地区，一般用于路堤墙。
桩板式计或套用标准图，确定墙身断面、基础形式和埋置深度，布置排水设施等，并绘制挡土墙横断面图。
挡土墙的纵向布置：挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图
1）确定挡土墙的起迄点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式；
2）按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置；
3）布置各段挡土墙的基础；
4）布置泄水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等；
沉降伸缩缝
基地线
泄水孔
路线纵坡
锥坡
挡土墙正面图
挡土墙的平面布置：
个别复杂的挡土墙，如高、长的沿河曲线挡土墙，应作平面布置，绘制平面图，标明挡土墙与路线的平面位置及附近地貌与地物等情况，特别是与挡土墙有干扰的建筑物的情况。沿河挡土墙还应绘出河道及水流方向，防护与加固工程等。
问题：
挡土墙设计主要考虑哪些力？
什么是主动土压力？什么是被动土压力？
路基挡土墙受到最大土压力的破裂面如何确定？
挡土墙的设计的荷载组合如何确定？
挡土墙的稳定性验算包括哪些内容？
增强挡土墙稳定性的措施有哪些？

作用在挡土墙上的力系，按力的作用性质分为主要力系、附加力和特殊力。
作用在挡土墙上的力系
主要力系：经常作用于挡土墙的各种力，包括：
；；
； 。
（对于浸水挡土墙而言还包括常水位时的静水压力和浮力）
附加力：是季节性作用于挡土墙的各种力，例如洪水时的静水压力和浮力、动力压力、波浪冲击力、冻胀压力以及冰压力等。
特殊力：偶然出现的力，例如地震力、施工荷载、水流漂浮物的撞击力等。
在一般地区，挡土墙设计仅考虑主要力系．在浸水地区还应考虑附加力，而在地震区应考虑地震对挡土墙的影响。各种力的取舍，应根据挡土墙所处的具体工作条件，按最不利的组合作为设计的依据。
主动土压力：挡土墙向外移动 (位移或倾覆)，土压力随之减少，直到墙后土体沿破裂面下滑处于极限平衡状态。
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。
静止土压力：墙处于原来位置不动，土压力介于两者之间，称为静止土压力。
用哪种性质的土压力作为挡土墙设计荷载，要根据挡土墙的具体条件而定。
一般条件下库仑主动土压力计算
路基挡土墙一般都可能有向外的位移或倾覆，因此在设计中按照墙背土体达到主动极限平衡状态，且设计时取一定的安全系数，以保证墙背土体的稳定。
对于墙趾的土体的被动土压力，在挡土墙基础一般埋深的情况下，考虑到各种自然力和人畜活动的作用，一般均不计，以偏于安全。
库仑土压力理论：1776年法国的库伦（）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。
路基挡土墙库仑主动土压力计算
库仑土压力假设：
（1）挡土墙后土体为均匀各向同性无粘性土（c=0）；
（2）挡土墙后产生主动或被动土压力时墙后土体形成滑动土楔，其滑裂面为通过墙踵的平面；
（3）滑动土楔可视为刚体。
路基挡土墙因路基形式和荷载分布的不同，土压力有多种计算图式。以路堤挡土墙为例，可分为5种图示：破裂面交于内边坡，破裂面交于荷载的内侧、中部和外侧，以及破裂面交于外边坡。

平衡力三角形：
当参数ψ、、δ、α、β固定时，Ea随破裂面的位置而变化，即Ea是破裂角θ的函数。为求最大土压力Ea，可以用求驻点的办法，得到如上图边界条件 的最大土压力公式和最危险破裂角如下：

a）交于荷载内侧；b）交于荷载中部；c）交于荷载外侧。
a）交于荷载中部的主动土压力计算
最大土压力时破裂角：
其中：
b）交于荷载外侧
交于荷载外侧和内侧的土压力仍按照上式计算，但A0和B0表达式不同
c）交于荷载内侧

此时的土压力计算公式为：
最大土压力时破裂角：
其中：
计算挡土墙压力Ea，首先是确定产生最大土压力的破裂面，求出破裂角θ，但是θ是事先不知道的，需进行试算。通常先假定破裂面位置通过荷载中心，按照图式和对应的计算公式算出的θ角与假定情况进行对比，若与假定不符，根据试