擋土墻極限狀態(tài)驗算

1、擋土墻極限狀態(tài)驗算第1頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三出現(xiàn)下列之一認為出現(xiàn)了承載力極限狀態(tài)：(1)影響正常使用或外觀變形；(2)影響正常使用或耐久性的局部破壞；(3)影響正常使用的其他特定狀態(tài)。第2頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三1）設計原則 極限狀態(tài)的設計原則為荷載效應的不利組合的設計值小于或等于結構抗力效應的設計值。 不同荷載組合采用相應的不同荷載系數(shù)和抗力安全系數(shù)。第3頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三r0：結構重要性系數(shù)第4頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三S：作用（或荷載）效應的組合設

2、計值R（ ）：擋土墻結構抗力系數(shù)Rk：抗力材料的強度標準值rf：結構材料、巖土性能的分項系數(shù)ad：結構或結構構件幾何參數(shù)的設計值，當無可靠設計數(shù)據(jù)時，可采用幾何參數(shù)標準值。第5頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三2）設計荷載分類及荷載組合 計算時，作用在一般地區(qū)擋土墻上的力可只計算永久荷載（或作用）和基本可變荷載（或作用）； 浸水地區(qū)、地震動峰值加速度值為0.2g及以上的地區(qū)、產(chǎn)生凍脹力的地區(qū)，還應計算其他可變荷載（或作用）和偶然荷載（或作用）。第6頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三第7頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三說明

3、： 擋土墻墻背為巖塊或粗粒土（粉砂除外）時，可以不計墻身兩側靜水壓力和墻背動水壓力、墻身所受浮力，應根據(jù)地基地層的浸水情況按下列計算：砂類土、碎石類土和節(jié)理很發(fā)育的巖石地基，按計算水位的100%計算；巖石地基，按計算水位的50%計算。第8頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三 填料的物理力學指標可通過試驗確定，當缺少試驗資料時，填料的內摩阻角可從表4-14選用。 擋土墻的被動土壓力可不計算，當基礎埋置較深，且地層穩(wěn)定、不受水流沖刷和擾動破壞時，可計入被動土壓力，但相應的荷載（或作用）分項系數(shù)要計入。3）設計狀態(tài)與荷載系數(shù) 按承載能力極限狀態(tài)設計：各項荷載效應分項系數(shù)按表4-

4、15取值。4）車輛荷載作用在擋土墻墻背土的附加土體側壓力，可按式（4-23）或式（4-24）換算為等代均布土層厚度。第9頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三2、擋土墻的穩(wěn)定性計算1）抗滑穩(wěn)定性驗算抗滑穩(wěn)定性滿足下式的要求：作用于基底以上的重力，kN，浸水擋土墻的浸水部分要計浮力，：墻后主動土壓力的豎向和水平分量，kN；：墻前被動土壓力的水平分量，當為浸水擋土墻時為0，：基底傾斜角r Q, r Q2:主動土壓力分項系數(shù)、墻前被動土壓力分項系數(shù)u: 基底與地基間的摩擦系數(shù)，當缺乏可靠試驗資料時，可查表4-16。第10頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三抗

5、滑動穩(wěn)定系數(shù)按下式計算：N：作用于基底合力的豎向分力，浸水擋土墻計入浸水部分的浮力Ep：墻前被動土壓力水平分量的0.3倍Kc：取值取表4-17的規(guī)定值第11頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三2）抗傾覆穩(wěn)定性驗算滿足下式：抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)按下式計算： 設置于不良土質地基、表土下為傾斜基巖地基及斜坡上的擋土墻，應進行擋土墻地基及填土的整體穩(wěn)定性驗算，其穩(wěn)定系數(shù)不應低于1.25。第12頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三3）基底應力及合力偏心距計算基底合力的偏心距按下式計算： e0=Md/NdMd：作用于基底形心的彎矩組合設計值，MPa，Nd：作用于基底上

6、的垂直力組合設計值，kN/m 對于土質地基不應大于B/6，對于巖石地基不應大于B/4。第13頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三基底應力按下式計算：當 時，位于巖石地基上的擋土墻，當 時， 基底應力不應大于基底的容許承載力，基底容許承載力值可按現(xiàn)行公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范（JTJ 024）的規(guī)定采用，當為荷載（或作用）組合及施工荷載，且大于150kPa時，可提高25%。 上面的擋土墻計算中，各類荷載（或作用）組合下，作用組合設計值計算式中的分項系數(shù)，除被動土壓力系數(shù)取0.3外，其余作用（或荷載）的分項系數(shù)均為1。第14頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，

7、星期三4）墻身截面強度和穩(wěn)定性驗算 根據(jù)公路磚石及混凝土橋涵設計規(guī)范（JTJ 022-85）的規(guī)定，荷載效應不利組合的設計值應小于或等于結構抗力效應的設計值。 重力式擋土墻按承載能力極限狀態(tài)設計時，在某一類荷載（或作用）效應組合下，荷載（或作用）效應的組合值按下式計算：S:荷載（或作用）效應的組合設計值；：荷載（或作用）的分項系數(shù)，按下表采用；第15頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三S:荷載（或作用）效應的組合設計值； ：第i個垂直恒載的標準值效應； ：側向土壓力、水浮力、靜水壓力和其他可變荷載（或作用）的標準值效應； ：荷載效應組合系數(shù)，按表4-19采用。第16頁，共

8、24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三強度驗算擋土墻構件偏心受壓時，正截面強度按下式計算：Nd：驗算截面上的軸向力組合設計值；r0：重要性系數(shù)；rf：圬工構件后材料的抗力分項系數(shù)，按表4-18采用；Ra：材料抗壓極限強度；A：擋土墻構件的計算截面面積；第17頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三ak：軸向力偏心影響系數(shù)，按下式計算： e0要滿足表4-20的偏心距的要求。第18頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三穩(wěn)定性驗算 重力式擋土墻的墻身截面尺寸較大，一般情況下不受穩(wěn)定性控制，但對于細高（高寬比大于等于10）的擋土墻截面，應按下端固定、

9、上端自由的計算圖式進行計算： ：偏心受壓構件在彎曲平面內的縱向彎曲系數(shù)，按下式計算： ：與材料有關的系數(shù)，按表4-22采用。第19頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三軸心受壓構件的縱向彎曲系數(shù)，按表4-21采用。 偏心受壓構件除驗算彎曲平面內的縱向穩(wěn)定外，還應按軸心受壓構件驗算非彎曲平面內的穩(wěn)定。第20頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三4.5 浸水擋土墻設計 浸水擋土墻：設置于河灘、沿河路堤等處的擋土墻，受經(jīng)常性或季節(jié)性浸水的影響。與一般擋土墻的區(qū)別：1）土壓力因填料受浮力影響而降低；2）除作用與一般擋土墻的力系外，還受到動水壓力和靜水壓力作用；3）由于上面因素的影響，擋土墻的抗滑動與抗傾覆穩(wěn)定性降低。第21頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三一、浸水擋土墻的土壓力計算 作用于整個墻背的總土壓力受水的浮力作用而降低，降低的大小由填料的性質確定。1、填料為砂性土計算前提：1）浸水前后內摩阻角不變；2）破裂面為一平面，由于浸水后破裂面位置的變動對計算土壓力的影響不大，因而不考慮浸水的影響；3）浸水部分容重采用浮容重。第22頁，共24頁，2022年，5月20日，14點45分，星期三 浸水擋土墻墻背土壓力可用不浸水時的土壓力扣除計算水位以下因浮力影