荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法-側(cè)壓力(編輯修改稿)
2025-02-02 19:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 q? ?q?q??? ?????? ??????? hE滑裂面是任意給定的，不同滑裂面得到一系列土壓力 E， E是 q的函數(shù) ， E的 最大值Emax，即為墻背的主動(dòng)土壓力 Ea，所對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面即是最危險(xiǎn)滑動(dòng)面 2222)c o s ()c o s ()s i n ()s i n (1)c o s (c o s)(c o s21?????????????????????????????? hEaaa KhE 221 ?? 庫(kù)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 主動(dòng)土壓力與墻高的平方成正比 aaaa zKKzdzddzdEp ?? ????????? 221主動(dòng)土壓力強(qiáng)度 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 h/3處，方向與墻背法線成 δ ，與水平面成（ α＋ δ） h ?hKa h ? ? A C B ? ? Ea h/3 說(shuō)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 aa KhE 221 ??主動(dòng)土壓力 三、例題分析 ? 【 例 】 擋土墻高 ，墻背俯斜，填土為砂土， ?=，?=30o ，填土坡角、填土與墻背摩擦角等指標(biāo)如圖所示，試按庫(kù)侖理論求主動(dòng)土壓力 Ea及作用點(diǎn) ? =10o ?=15o ?=20o A B ? =10o Ea h/3 【 解答 】 由 ? =10o， ?=15o， ?=30o，?=20o查表得到 ?aKmkNKhE aa / 2 ＝??土壓力作用點(diǎn)在距墻底h/3= 土壓力計(jì)算方法討論 ? 朗肯與庫(kù)侖土壓力理論存在的主要問(wèn)題 ?朗肯土壓力理論基于 土單元體的應(yīng)力極限平衡條件 建立的，采用 墻背豎直、光滑、填土表面水平 的假定，與實(shí)際情況存在誤差， 主動(dòng)土壓力偏大，被動(dòng)土壓力偏小 ?庫(kù)侖土壓力理論基于 滑動(dòng)塊體的靜力平衡條件 建立的，采用 破壞面為平面 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)） ? 三種土壓力在實(shí)際工程中的應(yīng)用 ?擋土墻直接澆筑在巖基上，墻的剛度很大，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 靜止土壓力 計(jì)算 巖基 E0 ?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)，按主動(dòng)土壓力計(jì)算。位移達(dá)到墻高的 %～%,填土就可能發(fā)生主動(dòng)破壞。 Ea 30%Ep ?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)，按被動(dòng)土壓力計(jì)算。位移需達(dá)到墻高的 2%～ 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)不采用被動(dòng)土壓力全部，通常取其 30％ ? 擋土墻位移對(duì)土壓力分布的影響 ?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)位于墻底以上 H/3 ?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，壓力為曲線分布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上約 H/2 ?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)，壓力為曲線分布，總壓力作用點(diǎn)位于墻底以上約 H/2,當(dāng)位移超過(guò)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)降至墻高 1/3處 H/3 H/2 H/3 不同情況下?lián)跬翂ν翂毫τ?jì)算 ? ?局部均布荷載只沿虛線間土體向下傳遞，由 q引起的側(cè)壓力增加范圍局限于 CD墻段 aa qKp ??? ?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，采用靜力平衡求出土壓力中最大值 ? ?墻背由不同傾角的平面 AB和 BC組成，先以 BC為墻背計(jì)算 BC面上土壓力 E1及其分布，然后以 AB的延長(zhǎng)線 AC? 作為墻背計(jì)算 ABC? 面上土壓力 ,只計(jì)入 AB段土壓力 E2，將兩者壓力疊加得總壓力 ? 《 規(guī)范 》 土壓力計(jì)算公式 B A C C? E2 E1 h ? Ea z q aca KhE 2)2/1( ???? ? A B pa pb )1/( ??? aa qKp)1/()( ?? ??? ab Kqhphc ?? /2?主動(dòng)土壓力 其中： ?c為主動(dòng)土壓力增大系數(shù) 分布 情況 擋土墻設(shè)計(jì) ? 一、擋土墻類型 ? 塊石或素混凝土砌筑而成，靠自身重力維持穩(wěn)定，墻體抗拉、抗剪強(qiáng)度都較低。墻身截面尺寸大，一般用于低擋土墻。 ? 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，靠墻踵懸臂上的土重維持穩(wěn)定，墻體內(nèi)拉應(yīng)力由鋼筋承擔(dān)，墻身截面尺寸小，充分利用材料特性，市政工程中常用 墻頂 墻基 墻趾 墻面 墻背 墻趾 墻踵 立壁 鋼筋 ? 針對(duì)懸臂式擋土墻立臂受力后彎矩和撓度過(guò)大缺點(diǎn)，增設(shè)扶壁，扶壁間距（ ～ ） h，墻體穩(wěn)定靠扶壁間填土重維持 ? 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，穩(wěn)定由拉桿和錨定板來(lái)維持 墻趾 墻踵 扶壁 墻板 錨定板 基巖 錨桿 ? 二、擋土墻計(jì)算 ?： 抗傾覆穩(wěn)定和抗滑穩(wěn)定 ? 擋土墻計(jì)算內(nèi)容 ? 抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算 z f Ea Eaz Eax G ? ?0 ? ???faxfazt zExEGxK抗傾覆穩(wěn)定條件 )c o s ( ?? ?? aaz EE)s i n ( ?? ?? aax EE?c o tzbx f ??0ta n ?bzz f ??擋土墻在土壓力作用下可能繞墻趾O點(diǎn)向外傾覆 O x0 xf b z 抗滑穩(wěn)定驗(yàn)算 )( ????tatanns GEEGK ?抗滑穩(wěn)定條件 0c o s ?GG n ?)c o s ( 0 ??? ??? aan EEEa Ean Eat ? G Gn Gt ? ?0 O 擋土墻在土壓力作用下可能沿基礎(chǔ)底面發(fā)生滑動(dòng) 0s in ?GG t ?)s i n ( 0 ??? ??? aat EE? 三、重力式擋土墻的體型與構(gòu)造 ?為基底摩擦系數(shù)，根據(jù)土的類別查表得到 ? 重力式擋土墻按墻背傾斜方向分為 仰斜、直立和俯斜 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 ? 砌石擋土墻頂寬不小于 ，混凝土墻可縮小為 ～ ，重力式擋土墻基礎(chǔ)底寬約為墻高的 1/2～ 1/3 為了增加擋土墻的抗滑穩(wěn)定性，將基底做成逆坡 當(dāng)墻高較大，基底壓力超過(guò)地基承載力時(shí)，可加設(shè)墻趾臺(tái)階 E1 仰斜 E2 直立 E3 俯斜 三種不同傾斜形式擋土墻土壓力之間關(guān)系 E1＜ E2＜ E3 逆坡 墻趾臺(tái)階 ? 擋土墻后填土由于雨水入滲，抗剪強(qiáng)度降低，土壓力增大，同時(shí)產(chǎn)生水壓力，對(duì)擋土墻穩(wěn)定不利，因此擋土墻應(yīng)設(shè)置很好的排水措施，增加其穩(wěn)定性 墻后填土宜選擇透水性較強(qiáng)的填料，例如砂土、礫石、碎石等
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