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1、一、作用在擋土墻上的力系1.擋土墻上的簡單力系作用于一般擋土墻施的力主要有填土防及其上荷載產(chǎn)生的墻后土壓力,墻前被動土壓力,墻身自重,基底支撐力和摩擦力等;對于條件復雜的擋土墻,力系也更復雜。作用在擋土墻上的力系2.荷載分類作用施加于擋土墻上的作用(或荷載)一般分為永久作用(或荷載)、可變作用及偶然作用(或荷載)。作用在擋土墻上的力系2.荷載分類永久作用(或荷載)擋土墻的結構重力和填土重力計算水位和浮力及靜水壓力填土側壓力預加應力墻頂上的有效永久荷載混凝土收縮及徐變墻背與第二破裂面之間的有效荷載基礎變位影響力作用在擋土墻上的力系2.荷載分類作用在擋土墻上的力系2.荷載分類
2、基本可變作用(或荷載)流水壓力車輛荷載引起的土側壓力波浪壓力??人群荷載、人群荷載引起的土側壓力凍脹壓力和冰壓力其他可變作用(或荷載)溫度影響力水位退落時的動水壓力與各類擋土墻施工有關的臨時荷載作用在擋土墻上的力系2.荷載分類偶然作用(或荷載)偶然荷載是指暫時的或屬于災害性的荷載,發(fā)生概率極小,包括地震作用力,滑坡、泥石流作用力,作用于墻頂護欄上的車輛撞擊力等作用在擋土墻上的力系3.常用作用(或荷載)組合各種作用對于擋土墻的影響不同,出現(xiàn)的頻率也不同,應區(qū)別對待。一般地區(qū)擋土墻只計永久作用和基本可變作用。浸水地區(qū)、地震峰值加速度達到0.2g及以上地區(qū)、產(chǎn)生凍脹力地區(qū),應計
3、算其他可變作用和偶然作用。各種作用(或荷載)的組合分三種。作用在擋土墻上的力系3.常用作用(或荷載)組合組合作用(或荷載)名稱組合Ⅰ擋土墻結構重力、墻頂上的有效永久荷載、填土重力、填土側壓力及其他永久荷載組合組合Ⅱ組合Ⅰ與基本可變荷載組合組合Ⅲ組合Ⅱ與其他可變荷載、偶然荷載組合四、折線墻背的土壓力計算(一)上墻的主動土壓力計算不考慮下墻的影響,但注意是否有第二破裂面存在。(二)下墻的主動土壓力計算1.延長墻背法延長下墻墻背,作為一個新?lián)跬翂Γ嬎銐蟮闹鲃油翂毫?,繪制壓應力分布圖,然后截取下墻部分的應力圖作為下墻的土壓力。折線墻背的土壓力計算2.力多邊形法(1)繪制路堤擋
4、土墻示意圖P135圖6-13(2)繪制下墻破裂棱體的力多邊形,并加入上墻土楔的力三角形。P135圖6-13(3)計算下墻后土楔的重量G2(4)計算下墻后主動土壓力的表達式在△fcd中利用正弦定理求fc;在△abc中利用正弦定理求R1;在△efg中利用正弦定理求fg;則E2=fc-fg。(5)求最大主動土壓力及對應的破裂角(6)繪制土壓應力分布圖,求主動土壓力作用點。五、粘性土土壓力計算1.等效內摩擦角法(強度等效)按土體抗剪強度相等的原則,將粘結力轉化為內摩擦力,土體的內摩擦角增大為等效內摩擦角。實際墻高小于換算高時,偏于安全,反之亦然。粘性土土壓力計算2.力多邊形法(數(shù)
5、解法)(1)繪制路堤擋土墻示意圖P137圖6-14。(2)繪制力多邊形并加上輔助線。P137圖6-14。則Ea=E’-Ec可以認為:E’為視作砂性土時由重力引起的主動土壓力;Ec視作由于粘聚力所抵消的主動土壓力。其實可以分別繪制兩個力三角形。一個由G、R1、E’組成;一個由粘聚力和R2、Ec組成。(3)計算土楔的重量G(4)使用正弦定理計算E’、Ec,并求得主動土壓力Ea。(5)求最大主動土壓力和破裂角六、不同土層的土壓力計算思路:不計下土層的影響,先求上土層的土壓力和作用點;當計算下一土層時,假設上下兩層層面平行,將上層土視作均布荷載,計算下層土的主動土壓力。七、有限范
6、圍填土的土壓力計算有限范圍填土的含義:比如陡坡等地段,存在已知坡面或潛在的滑動面,其傾角陡于計算求得的破裂面的傾角。計算方法:以該面作為破裂面,其它與前面的相同。八、庫倫被動土壓力計算1.求主動和被動土壓力時的區(qū)別:由于墻的移動方向不同,故其它土體對土楔的作用力的傾斜方向剛好相反。如圖P140圖6-17所示。(主要是摩擦力方向相反,故傾角相反)2.計算:和主動土壓力的思路完全相同。3.評價:(1)誤差較大;(2)一般產(chǎn)生被動土壓力時的位移有的建筑物不允許。九、車輛荷載換算及計算參數(shù)1.車輛荷載換算(1)按墻高確定的附加荷載強度q進行換算換算土層的厚度h0如下:γ——墻背填
7、土的重度(kN/m3);q——附加荷載強度,與墻高有關,可以查表P140表6-5,并內插計算。車輛荷載換算及計算參數(shù)(2)根據(jù)破裂棱體范圍內布置的車輛荷載計算①計算公式把作用在破壞棱體上的車輛荷載換算成等代均布土層。其厚度為式中:L-擋土墻的計算長度;B0-不計車輛荷載作用時,破裂棱體的寬度。(公式中各符號的含義見P141圖6-19b.)∑Q-布置在B0*L面積內的輪重或履帶重。車輛荷載換算及計算參數(shù)②擋土墻的計算長度擋土墻的計算長度,可按以下四種情況取值:汽車-10級或15級作用時,取擋土墻的分段長度,但不大于15m。汽車-