挡土墙设计
1.施加于挡土墙的荷载分类(ClassificationofLoadAppliedtoRetainingWall)
施加于挡土墙的作用或荷载表4-14
作用(或荷载)分类
作用(或荷载)名称
永久作用(或荷载)
挡土墙结构重力
填土(包括基础襟边以上土)重力
填土侧压力
墙顶上的有效永久荷载
墙顶与第二破裂面之间的有效荷载
计算水位的浮力及静水压力
预加力
混凝土收缩及徐变
基础变位影响力
可变作用(或荷载)
基本可变作用
(或荷载)
车辆荷载引起的土侧压力
人群荷载引起的土侧压力
其他可变作用
(或荷载)
水位退落时的动水压力
流水压力
波浪压力
冻胀压力和冰压力
温度影响力
施工荷载
与各类挡土墙施工有关的临时荷载
偶然作用(或荷载)
地震作用力
滑坡、泥石流作用力
作用于墙顶护栏上的车辆碰撞力
2.挡土墙的荷载组合(LoadCombination)
荷载效应组合应符合下列规定:
1)作用在一般地区挡土墙上的力,可只计算永久作用(或荷载)和基本可变作用(或荷载);
2)浸水地区、地震动峰值加速度值为0.2g及以上的地区、产生冻胀力的地区等,尚应计算其他可变作用(或荷载)和偶然作用(或荷载);
3)作用(或荷载)组合可按表4-15确定。
常用作用(或荷载)组合表4-15
组合
作用(或荷载)名称
I
挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、填土重力、填土侧压力及其他永久荷载组合
Ⅱ
组合I与基本可变荷载相组合
Ⅲ
组合Ⅱ与其他可变荷载、偶然荷载相组合
注:1.洪水与地震力不同时考虑。
2.冻胀力、冰压力与流水压力或波浪压力不同时考虑。
3.车辆荷载与地震力不同时考虑。
3.挡土墙的设计原则(DesignPrincipal)
按“极限状态分项系数法”进行设计,其设计的极限状态分构件承载力极限状态和正常使用极限状态。
承载能力极限状态
·出现下述情况中的任一种,就认为超过了承载能力极限状态状态:
(1)整个挡土墙或挡土墙的一部分作为刚体失去平衡;
(2)挡上墙构件或连接部件因材料承受的强度超过极限而破坏,或因过量塑性变形而不适于继续承载;
(3)挡上墙结构变为机动体系或局部失去平衡。
正常使用极限状态
·出现下述情况中的任一种,就认为超过了正常使用极限状态:
(1)影响正常使用或外观变形;
(2)影响正常使用或耐久性的局部破坏(包括裂缝);
(3)影响正常使用的其他特定状态。
挡土墙按构件承载能力极限状态设计时,采用下列表达式:
式中:yo——结构重要性系数,按表4-19的规定选用;
S——作用(或荷载)效应的组合设计值;R(·)——挡土墙结构抗力函数;
R—抗力材料的强度标准值;
Y?——结构材料、岩土性能的分项系数,按表4-20的规定选用;
α——结构或结构构件几何参数的设计值,当无可靠数据时,可采用几何参数标准值。
结构重要性系数γ?表4-19
墙高(m)
公路等级
高速公路、一级公路
二级及二级以下公路
≤5.0
1.0
0.95
5.0
1.05
1
4.挡土墙的荷载分项系数(PartialCoefficientforLoad)
承载能力极限状态作用(或荷载)分项系数表4-20
情况
荷载增大对挡土墙结构起有利作用时
荷载增大对挡土墙结构起不利作用时
组合
I,Ⅱ
Ⅲ
I,Ⅱ
Ⅲ
垂直恒载γG
0.90
1.20
恒载或车辆荷载的主动土压力γ
1.00
0.95
1.40
1.30
被动土压力YQ
0.30
0.50
水浮力Yos
0.95
1.10
静水压力γq
0.95
1.05
动水压力
0.95
1.20
地震力
0.90
1.10
5.挡土墙稳定性验算(StabilityAnalysis)
(1)抗滑稳定性验算(ChecksforSliding)
目的:检查基底在土压力、自重等作用下的摩阻力抵抗挡土墙滑动的能力。
式中:G——挡土墙自重力;
E,E,——墙背主动土压力的水平与垂直分力(kN);
E——墙前被动土压力的水平分量(kN),当为浸水挡土墙时,Ep=0;
α?——基底倾斜角(°);
μ——基底摩擦系数,可通过现场试验确定;无试验资料时,可参考表4-18的经验数据;
YQ1,YQ?——主动土压力和墙前被动土压力分项系数,可按表4-20的
规定采用。
图4-29挡土墙的抗滑动稳定
抗滑稳定性系数-保证基底摩阻力抵抗滑移力的安全储备
基底摩擦系数μ参考值