【正文】 W4是懸臂端荷載引起的，實際應力呈虛線表示的二次拋物線分布，簡化為實線表示的三角形分布；引起的等代荷載的豎直應力近似的假設呈拋物線，其重心位于距固支端5B3/8處，以其對固支端的彎矩與M1平衡，可得墻踵處的應力。內力計算時，可將墻踵板順墻長方向劃分為若干單位長度的水平板條，根據作用墻踵板上的荷載，對每一連續(xù)板條進行彎矩、剪力計算，并假定豎向荷載在每一連續(xù)板條上的最大值均勻作用于板條上。設計時可采用中部范圍內的豎直彎矩不變，兩端各范圍內的豎直彎矩教跨中減少一半的階梯形分布。其扶肋跨中的豎直彎矩沿墻高的分布如圖所示4—13a所示：負彎矩出現雜墻背一側底部H1/4范圍內；正彎矩出現在墻面一側，其最大值在第三個H1/4段內。圖31 墻面板的水平內力設計采用的彎矩值和實際彎矩值相比是偏安全的，如圖41（c)所示。各內力分別為：支點負彎矩 支點剪力 跨中正彎矩 邊跨自由端彎矩 式中：——扶肋凈間距（m）。計算時將其沿墻高或墻長劃分為若干單位寬度的水平板條和豎向板條，假定每一單元條上作用均布荷載，其大小為該條單元位置的平均值，近似按支撐于扶肋上的連續(xù)板計算水平板條的彎矩和剪力；按固支于搶地板上的鋼架梁來計算豎向板條的彎矩。以鉛直線為準，順時針為負，稱仰斜；反時針為正，稱俯斜；為墻摩擦角，由試驗或按規(guī)范確定?？偙粍油翂毫Φ淖饔命c在底面以上處，其方向與墻面法線成角，與水平面成角。 （218）式中稱為庫倫被動土壓力系數，是的函數；其余符號的意義同式（214）相同。楔體ABC的重量W的大小和方向為己知，P和R的大小未知，由于土楔體上滑，P和R的方向都在法線的上側。主動土壓力合力作用點在離墻底的即H/3高度處，作用方向與墻面的法線成角，與水平面成角。當墻背直立（），墻面光滑（），填土表面水平（）時，主動土壓力系數，與Rankine主動土壓力系數相同。根據上述概念，當取時，P有最大值。所以當在和之間變化為某一值時，P必有一最大值。角改變時，P值也隨之變化。按正弦定理:則: (213)式中 (214)由公式可知:P是的函數，不同的對應著不同的P值。土楔體ABC在以上三個力的作用下處于極限平衡狀態(tài)，則由該三力構成的力的矢量三角形必然閉合。力的作用方向與墻面AB的法線的夾角就是土與墻之間的摩擦角，稱為外摩擦角。楔體下滑時，R的位置在法線的下側?；衙媾c水平面的夾角為，取滑動土楔ABC作為隔離體進行受力分析(圖23)?；炯僭O ： 1. 墻后填土為均勻的無粘性土（c=0），填土表面傾斜（β＞0）；2. 擋土墻是剛性的，墻背傾斜，傾角為ε；3. 墻面粗糙，墻背與土本之間存在摩擦力（δ＞0）；4. 滑動破裂面為通過墻踵的平面。2. 3. 2朗肯被動土壓力計算從朗肯土壓力理論的基本原理可知，當土體處于被動極限平衡狀態(tài)時，根據土的極限平衡條件式可得被動土壓力強度σ1=PP，σ3=σz=rz，填土為粘性土時： （29）填土為無粘性土時: (210)式中： Pp——沿墻高分布的土壓力強度，kPa；KP——被動土壓力系數；填土為粘性土時的總被動土壓力為： (211)填土為無粘土時的總被動土壓力為 (212)2. 4 庫倫土壓力理論1776年法國的庫倫（C. A. Coulomb）根據極限平衡的概念，并假定滑動面為平面，分析了滑動楔體的力系平衡，從而求算出擋土墻上的土壓力，成為著名的庫倫土壓力理論。墻背所受總主動土壓力為Pa，其值為土壓力分布圖22中的陰影部分面積，即： (26)填土為無粘性土(砂土)時根據極限平衡條件關系方程式，主動土壓力為 (27)上式說明主動土壓力Pa沿墻高呈直線分布，即土壓力為三角形分布，如圖22所示。2. 3. 1 朗肯主動土壓力的計算 根據土的極限平衡條件方程式 （21） （22）土體處于主動極限平衡狀態(tài)時，σ1=σz=γz，σ3=σx=Pa填土為粘性土時g填土為粘性土時的朗肯主動土壓力計算公式為 （23）由公式(63)，可知，主動土壓力Pa沿深度Z呈直線分布，如圖所示。 圖21 半空間體的極限平衡狀態(tài)（a）半空間體內一點受力；（b）主動朗肯狀態(tài)；（c）被動朗肯狀態(tài)；（d）莫爾應力圓與朗肯狀態(tài)的關系把土體當作半無限空間的彈性體，而墻背可假想為半無限土體內部的鉛直平面，根據土體處于極限平衡狀態(tài)的條件，求出擋土墻上的土壓力。（2） 當擋土墻在土壓力的作用下向遠離土體的方向位移時，作用在微分土體上的豎向應力σv保持不變，而水平向應力σh逐漸減小，直至達到土體處于極限平衡狀態(tài)，此時水平向應力σ3即為主動土壓力強度pa ?；炯僭O：1. 墻本身是剛性的，不考慮墻身的變形；2. 墻后填土延伸到無限遠處，填土表面水平（β=0）；3. 墻背垂直光滑（墻與垂向夾角ε=0，墻與土的摩擦角δ=0）。2. 3朗肯土壓力理論1857年英國學者朗肯（Rankine）從研究彈性半空間體內的應力狀態(tài)，根據土的極限平衡理論，得出計算土壓力的方法，又稱極限應力法。庫侖土壓力理論和朗肯土壓力理論主要適用于剛性擋土墻。6. 地下水的情況。4. 填土的性質(如土的均勻性，土的物理力學性質等)。2. 擋土墻表面的傾斜度及其粗糙程度。在這三類土壓力中，主動土壓力最小，靜止土壓力居中，被動土壓力最大。2. 主動土壓力：當擋土墻向離開土體方向偏移至土體達到極限平衡狀態(tài)時，作用在墻上的土壓力稱為主動土壓力，一般用Ea表示。它隨擋土墻可能位移的方向分為主動土壓力、被動土壓力和靜止土壓力。由于土壓力是擋土墻的主要外荷載，設計擋土墻時首先要確定土壓力的性質、大小、方向和作用點。2. 2作用在擋土墻的土壓力作用在擋土墻的土壓力是指擋土墻后的填土因自重或外荷載作用對墻背產生的側向壓力。隨著作用力的增大，土中剪切破壞的點也隨之增多，這些破壞點組成一個剪切破壞區(qū)，也稱為塑性變形區(qū)。若該平面上的剪應力大于土的抗剪強度則該點就沿這一平面破裂，而處于破壞狀態(tài)。所以土的抗剪強度是指土在抵抗剪切破壞時所能承受的極限剪應力。土體的滑動是由于滑動面上的剪應力超過土的抗剪強度產生剪切破壞所造成的，這就是土的破壞特征，也是土的強度特征。第2章 土壓力理論2. 1土體的破壞原理土是由礦物顆粒所組成的，并由孔隙中的水和膠結物質連結在一起。5. 進一步根據地質條件和現場要求進行優(yōu)化設計。3. 完成圖紙繪制，包括立面圖和大樣圖詳圖。1. 5本文的主要工作1. 剖析擋土墻的作用原理，了解擋土墻的應用現狀、研究現狀及發(fā)展趨勢。長沙有色冶金設計院主編的國家建筑標準設計圖集《擋土墻04J008》中鋼筋混凝土擋土墻的高度限定在6m以內。在國家現行《建筑邊坡工程技術規(guī)范》GB50330一2002中，出于經濟和實際情況的局限，限定鋼筋混凝土扶壁式擋土墻擋土高度不宜超過10m。加筋土擋土墻是利用加筋土技術修建的一種支擋構筑物，加筋土是一種在土中加入拉筋帶的復合土， 它利用拉筋與土之間的摩擦作用，改善土體的變形條件和提高土體的工程性能，從而達到穩(wěn)定土體的目的。 目前，國內正流行砌石重力式擋土墻、現澆和預制混凝土擋土墻、加筋土擋土墻等。伴隨著基礎設施建設的加快，在山區(qū)道路建設和山區(qū)城市建設中，不可避免的要支護邊坡，做擋土墻結構使其穩(wěn)定。另外還有一些新型的擋土墻結構在工程中得到廣泛的應用。預應力單錨多錨體系的分析與設計研究。目前的研究主要集中在以下幾個方面:擋土墻的設計方法。1. 3. 4 可靠度較高，質量容易控制鋼筋混凝土工程在我國的應用非常廣泛和成熟，質量保證指標容易控制，屬于相對簡單的工種，一般的施工隊伍都能保質保量的完成。并且扶壁式擋土墻通過底板上的大量填土增加墻體自重，相對砌體擋土墻能節(jié)約大量石料，減少開山采石，保護環(huán)境。但當高度大于等于8m時，采用上述兩種擋土墻就很不經濟。1. 3. 2 經濟效果良好各種類型擋土墻都有較為經濟的適應條件。錨桿式擋土墻和錨定板式擋土墻需要良好的錨固條件，將擋土墻的土壓力傳遞到穩(wěn)定的錨固土體中，一般只適合地質條件較好的挖方或填方很少的工程。1. 3 扶壁式擋土墻與其它形式擋土墻比較的優(yōu)點1. 3. 1 擋土高度大，適用范圍廣鋼筋混凝土扶壁式擋土墻能更好的利用材料的物理力學性能，充分發(fā)揮鋼筋的抗拉性能和混凝土的抗壓性能，擋土墻的高度可以做的很高，最大高度可達到25m。多用于墻高不大于6m的填方地區(qū)，適用于石料缺乏的地區(qū)和承載能力較差的地區(qū)。圖13 懸臂式擋土墻懸臂式擋土墻為鋼筋混凝土結構，由立壁、墻趾板和墻踵板三個懸臂部分組成，墻身穩(wěn)定主要依靠墻踵板上的填土重力來保證。擋土墻每隔15 m～20 m應設置一條20 mm寬的沉降縫，縫內用瀝青蔴絲或瀝青木絲板填實。如果擋土墻后存在地下水時，應在墻身上設置排水措施，當后填料是沙礫土時，可以在墻背底部設置一層卵石濾水層，在墻上間隔2 m～3 m設置呈梅花形布置的泄水孔，泄水孔直徑宜為100 mm～150 mm；當墻后填土為黏性土或其他低壓縮性土時，應在墻背后先鋪一層300 mm厚的卵石濾水層，然后在卵石外面回填黏性土。扶壁式擋土墻各部分尺寸的一般構造要求如下：墻高H≥8m，基礎寬度應根據墻后回填土的性質經計算確定，當墻后無地下水時，一般取B＝（1/3～1/2）H，扶壁間距一般取Ln＝（1/3～1/2）H，墻趾板外挑厚度不應小于200 mm，墻踵板厚度不應小于250mm。扶壁式擋土墻是路肩擋土墻的一種，是將預制的擋墻板焊接在預埋于基礎混凝土中的鋼板上，然后在其內倒填土的一種擋墻形式。圖12 扶壁式擋土墻扶壁式擋土墻由墻面板（立壁）、墻趾板、墻踵板及扶肋（扶壁）組成。一般在較高的填方路段采用來穩(wěn)定路堤，以減少土石方工程量和占地面積。其主要特點是構造簡單、施工方便，墻身斷面較小，自身質量輕，可以較好的發(fā)揮材料的強度性能，能適應承載力較低的地基。通常頂寬約為H／12，而墻底寬約為（0. 5~0. 7）H，應根據計算最后決定墻底寬。對于垂直墻，如地面坡度較陡時，墻面坡度可有1：～1：，對于中、高擋土墻，地形平坦時，墻面坡度可較緩，但不宜緩于1：。重力式擋土墻墻面胸坡和墻背的背坡一般選用1：~1：，仰斜墻背坡