6 土压力、地基承载力和土坡稳定
Earth Pressure, Bearing Capacity of Foundation Soil and Soil Slope Stability
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6.1 概述 6.2 作用在挡土墙上的土压力 6.3 Rankine土压力理论 6.4 Coulomb土压力理论 6.5 挡土墙设计 6.6 加筋土挡土墙简介 6.7 地基破坏型式及地基承载力 6.8 地基的极限承载力 6.9 土坡和地基的稳定分析
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6.5 挡土墙设计 6.5.1 挡土墙类型选择 6.5.2 挡土墙的计算 6.5.3 重力式挡土墙的构造措施
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6.5.1 挡土墙类型选择 挡土墙的作用
挡土墙是各类工程建设中常见的支挡结构形式，它具有结构 简单、占地少、施工方便和造价低廉等诸多优点。目前，不仅广 泛应用于公路、铁路、城市建设，同时应用于水坝建设、河床整 治、港口工程、水土保持、山体滑坡防治等领域。
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挡土墙类型
墙顶
1. 重力式挡土墙
由块石或素混凝土砌筑而成，靠 自身重力维持稳定，墙体抗拉、抗剪 强度都较低。墙身截面尺寸大，一般 用于低挡土墙。 墙面 墙背
墙趾
墙基
墙踵
2. 悬臂式挡土墙
由钢筋混凝土建造，立臂、墙趾 悬臂和墙踵悬臂三块悬臂板组成，靠 墙踵悬臂上的土重维持稳定，墙体内 拉应力由钢筋承担，墙身截面尺寸 小，充分利用材料特性，市政工程中 常用。 立壁 钢筋
墙趾
墙踵
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3. 扶壁式挡土墙 针对悬臂式挡土墙立臂受力后弯矩和挠 度过大缺点，增设扶壁，扶壁间距（0.3-0.6） h，墙体稳定靠扶壁间填土重维持。 4. 锚定板式与锚杆式挡土墙 预制钢筋混凝土面板、立柱、钢拉杆和 埋在土中锚定板组成，它借助于埋在填土内 的锚定板的抗拔力抵抗侧土压力，保持墙的 稳定。锚定式挡土墙的特点在于构件断面 小，工程量省，不受地基承载力的限制，构 件可顶制。 墙趾
扶壁
墙踵
锚定板
锚杆
墙板
基岩
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挡土墙设计原则与步骤
1．选择挡土墙的形式。 2．根据工程需要和实际情况，按经验和工程类比法确定挡土墙尺寸。 3．验算（满足要求时则可，不满足时重新选定尺寸或采取其它措施） （1）稳定性验算（抗倾覆稳定性验算和抗滑移稳定性验算）； （2）地基承载力验算； （3）墙身强度验算。 其中，地基承载力验算的方法及要求见浅基础设计一章；墙身强度验 算应根据墙身材料分别按砌体结构、素混凝土结构或钢筋混凝土结构的有 关计算方法进行。
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6.5.2 挡土墙的计算
以书架为例 当没有书架的时候，书本很容易向侧边倾倒，这时自然会想到利用重物 挡住。只要重物的自重使桌面与重物间的摩擦力大于书本倾倒的侧向力时， 即可达成目标。
重力 侧向力 摩擦力 摩擦力
重力
侧向力
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设计挡土墙时，一般先凭经验初步拟定截面尺寸，然后进行验算。如不 满足要求，则应改变截面尺寸或采取其它措施，再重新验算，直到满足要求 为止。 选型 依墙背倾斜方向可分为俯斜、直立和仰斜三种。
衡重式挡土墙(Balance Weight Retaining Wall)：利用衡重台上部填土的重力 和墙体重心后移而抵抗土体侧压力的挡土墙。
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(1) 墙背仰斜（α<0）主动土压力最小，墙身截面经济，墙背可与开挖的临 时边坡紧密贴合，但墙后填土的压实较为困难，因此多用于支挡挖方工程 的边坡； (2) 墙背俯斜（α<0）主动土压力最大，但墙后填土施工较为方便，易于保证 回填土质量而多用于填方工程； (3) 墙背直立（α=0）介于前两者之间，且多用于墙前原有地形较陡的情况，
10 如山坡上建墙，因此时仰斜墙身较高而入土较浅，俯斜墙则土压力较大。
作用于墙背上的库伦总主动土压力Ea的表达式为：
1 2 Ea = γH K a 2
cos 2 (? ? α ) Ka = sin(? + δ ) ? sin(? ? β ) 2 ] cos 2 α ? cos(α + δ )[1 + cos(α + δ ) ? cos(α ? β )
Ka — 库伦主动土压力系数； H — 挡土墙高度； γ— 墙后填土的重度； ? — 墙后填土的内摩擦角； α — 墙背的倾斜角。俯斜时 取正号，仰斜时为负号； β — 墙后填土面的倾角； δ — 土对挡土墙的外摩擦角。
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1. 挡土墙的高度H
墙后被支挡的填土呈水平时为墙顶的高程。对长度很大的挡墙，也可使墙 顶低于填土顶面，用斜坡连接，以节省工程量。
2. 挡土墙的顶宽
挡墙的顶宽为构造要求确定。 对砌石重力式挡土墙，顶宽应大于0.5m，即2块块石加砂浆。对砼重力式 挡墙顶宽也不应小于0.5m。至于钢筋混凝土悬臂式或扶壁式挡土墙顶宽不小 300mm。
3. 挡土墙的底宽
挡墙的底宽由整体稳定性确定，初定挡墙底宽B≈0.5～0.7H，挡墙底面为 卵石、碎石时取小值，墙底为粘性土时取高值。 挡墙尺寸初定后，经挡土墙抗滑稳定与抗倾覆稳定验算。若安全系数过 大，则适当减小墙的底宽；反之，安全系数太小，则适当加大墙的底宽或采取 其它措施。保证挡土墙既安全又经济。
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4. 作用在挡土墙上的力
⑴ 墙身自重G ⑵ 土压力E 通常墙向前移，墙背作用主动土压力Ea。 若挡土墙基础有一定埋深，则埋深部分前趾 上因整个挡土墙前移而受挤压，故对土体作 用着被动土压力Ep，但在挡土墙设计中常因 基坑开挖松动而忽略不计，使结果偏于安全。 ⑶基底反力 挡土墙基底反力可分解为法向分力和水 平分力两部分。 O G
α
Eaz
δ α0
Ea zf z
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Eax
x0
xf
b
5. 抗倾覆稳定验算
挡土墙在土压力作用下可能绕墙趾O点向外倾覆 抗倾覆稳定条件 G
α
Eaz
Kt =
O
Eax = Ea cos(α + δ ) Eaz = Ea sin(α + δ )
x f = b ? z tan α z f = z ? b tan α 0
α0
x0
xf
b
注：与《建筑地基基础设计规范GB5007-2002》的形式有区别
zf z
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Gx0 + Eaz xf ≥ 1.6 Eax zf
δ
Ea
Eax
6. 抗滑稳定验算
挡土墙在土压力作用下可能沿基础底面发生滑动 抗滑稳定条件
(Gn + Ean )μ Ks = ≥ 1.3 Eat ? Gt Gn = G cos α 0
挡墙自重垂直于基底平面方向的分力 G
α
Eaz
挡墙自重平行于基底平面方向的分力
O
Ean = Ea cos(α ? α 0 ? δ )
土压力垂直于基底平面方向的分力
α0
x0
xf
b
Eat = Ea sin(α ? α 0 ? δ )
土压力平行于基底平面方向的分力
μ为基底摩擦系数，根据土的类别查表得到
zf z
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Gt = G sin α 0
δ
Ea
Eax
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7. 地基承载力验算
基底平均应力pk≤fa 基底最大压应力pkmax≤1.2fa
fa为地基承载 力特征值
8. 墙身强度验算
根据墙身材料分别按砌体结构、素混凝土结构或钢筋混凝 土结构的有关计算方法进行。
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6.5.3 重力式挡土墙的构造措施 1. 影响土压力的因素
（1）荷载条件 （2）填土性质对土压力的影响 物理力学性质不同的填土，其土压力也不同。一般说来，填土的内 摩擦角和粘聚力愈大，主动土压力愈小，被动土压力(可将部分荷载传递 分散到填土上)愈大。反之，则主动土压力愈大，被动土压力愈小。土和 墙之间的摩擦角愈大，主动土压力愈小，被动土压力愈大。 填土的容重值愈大，主动土压力愈大。 填土表面倾斜时，较填土表面水平时主动土压力增大。 （2）墙背形状 重力式挡土墙墙背按倾斜情况可分为仰斜、直立、俯斜三种形式， 用相同的计算方法和计算指标进行计算，其主动土压力以仰斜为小，直 立居中，俯斜最大。 （4）挡土墙结构形式和刚度
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2. 降低主动土压力的措施
（1）选择墙后所填土料 由土压力计算公式和影响土压力的因素分析可知，填土的内摩擦角 值愈大，土压力值愈小，因此，选择内摩擦角大的土体作为填料，无疑 起着降低主动土压力的作用。如挡土墙后填粗砂、砾、块石等都起着较 好的效果。 （2）严格控制填土的填筑质量 控制填土质量是减小主动土压力的有效方法，填土质量愈好，土的 抗剪强度愈高，主动土压力愈小，反之，填土质量愈差，主动土压力愈 大。故对粘性土，应在最优含水率下碾压回填，可取得良好的降低主动 土压力的效果。 （3）改变挡土墙断面的形状 埋墙（墙面上作用被动土压力）、采用卸荷台（平台上的土压力不 能传递到平台以下）有降低土压力的显著效果。
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3. 墙后回填土的选择
卵石、砾石、粗砂、中砂的内摩擦角大。主动土压力系数小， 作用在挡土墙上主动土压力小，为挡土墙后理想的回填土。 细砂、粉砂、含水量接近最优含水率的粉土、粉质粘土和低塑 性粘土为可用的回填土。 软粘土、成块的硬粘性土、膨胀土和耕植土，因性质不稳定， 在冬季冰冻时或雨季吸水膨胀都将产生额外的土压力，对挡土墙的 稳定性产生不利影响，故不能用作墙后的回填土。
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第1章挡土墙设计与验算（手算） 1.设计资料 1.1 地质情况： 地表下1 m内为亚粘土层，容重γd=18kN/m3，内摩擦角 d=23o ,摩擦系数f d =0.5 ； 1m以下为岩层，允许承载力[σd] =700kPa，此岩层基底摩擦系数取 f d =0.6 1.2 墙背填料 选择就地开挖的碎石作墙背填料，容重γt=19kN/m 3 ,内摩阻角 t=43°，墙背摩擦角δt=21.5 1.3 墙体材料 采用M7.5砂浆40号片石通缝砌体，砌体容重γqr=25kN/m3,砌体摩擦系 数 f q =0.45 , 允许偏心距[e q] =0.25B ,允许压应力[σqa] =1200kPa，允许剪应力[τqj] =90kPa，允许拉应力[τql]=90kPa，允许弯拉应力[τqwl]=140kPa 2.技术要求 2.1 设计荷载： 公路Ⅰ级 2.2 分项系数： Ⅰ类荷载组合，重力γG=1.2 ，主动土压力γQ1=1.4
2.3 抗不均匀沉降要求： 基地合力偏心距[e]≤1/5B 3.挡土墙选择 根据平面布置图，K2+040～K2+100为密集居民区，为收缩坡角，避免多占用地，同时考虑减小墙高，因此布置仰斜式路堤挡土墙。K2+080处断面边坡最高，故以此为典型断面布置挡土墙 4.基础与断面的设计 1、换算荷载土层高 当 时， ；当 时， 由直线内插法得：H=9m时， 换算均布土层厚度： 2、断面尺寸的拟订
根据《路基路面工程》（第三版）关于尺寸的设计要求，如下图拟订断面，将墙基埋置于岩层上，深度为1.5m ,α=14°： 5.挡土墙稳定性验算（参照《路基路面工程》（第三版）） 5.1 主动土压力计算： ⑴ 破裂角θ试算 假设破裂面交于荷载内，由主动土压力计算公式有：? ? 50.5° 破裂角θ有， 解得，θ=35.8° 验算破裂面位置：
附件1 滑坡稳定性及挡土墙稳定性验算 1、滑坡体工况1稳定性计算 计算项目：土层滑坡稳定性计算-自重工况 ------------------------------------------------------------------------ [计算简图] [控制参数]: 采用规范: 通用方法 计算目标: 安全系数计算 滑裂面形状: 圆弧滑动法 不考虑地震 [坡面信息] 坡面线段数10 坡面线号水平投影(m) 竖直投影(m) 超载数 1 0.000 2.320 0 2 9.340 1.780 0
3 3.710 4.880 0 4 3.030 0.700 0 5 3.620 2.000 0 6 3.330 1.000 0 7 0.590 0.800 0 8 2.830 0.200 0 9 3.080 1.000 0 10 9.780 4.000 0 [土层信息] 坡面节点数11 编号X(m) Y(m) 0 0.000 0.000 -1 0.000 2.320 -2 9.340 4.100 -3 13.050 8.980 -4 16.080 9.680 -5 19.700 11.680 -6 23.030 12.680 -7 23.620 13.480 -8 26.450 13.680 -9 29.530 14.680 -10 39.310 18.680 附加节点数8 编号X(m) Y(m) 1 0.000 -0.870 2 7.970 0.000 3 27.620 6.400 4 39.310 8.080 5 4.470 -4.200 6 39.310 0.860 7 6.540 -4.200
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 挡土墙稳定性验算 中铁五局沪昆铁路客运专线云南段（TJ1 标）项目经理部临建挡土墙类型的确定及稳定性验算一、挡土墙类型选择从经济使用的角度出发，结合当地的实际情况，初步确定用于本施工管段内的临建及便道挡土墙类型为石砌重力式挡土墙。 其特点是○依靠墙身自重 1 抵抗土压力的作用；○形式简单，取材容易，施工简易。 2 挡墙根据墙背的倾斜方向，墙身断面形式可分为仰斜、垂直、俯斜、凸形折线和衡重式几种。 在其他条件相同时，仰斜墙背所承受的土压力比俯斜式小，故其墙身断面亦较俯斜墙背经济。 同时，由于仰斜式墙背的倾斜方向与开挖面边坡方向一致，故开挖量和回填量均比俯斜式墙背小。 综合考虑，在此确定挡墙类型为重力式（仰斜式）挡土墙。 其墙身断面形式如下图所示：1:m1:m1:m1:m重力式挡土墙断面图重力式挡土墙断面图（扩大基础）1:m图中，m=n，且 m 值宜为0.05~0.30，H=2.0~6.0m，B≥0.5m 当地基承载力不足且墙趾处地形平坦时，为减小地基应力和增加抗倾覆稳定性，常采用扩基础。 扩大基础是将墙趾或墙蹱部分加宽成台阶，也可以同时将两侧加宽，以在、增大承压面积，减小基底压力。 台阶宽度一般不小于 0.2m。 1/ 8
台阶高度按加宽部分的1
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 抗剪、抗弯和基础材料的扩散角要求确定，高宽比可采用 3:2 或2:1。 挡墙基础埋臵深度：为保证挡土墙的稳定性，必须根据地基的条件，将挡土墙基础埋入地面以下适当深度。 基础埋臵深度需满足：○设臵在土质地基 1 上的挡墙，基底埋臵深度一般应在天然地面以下 1.0m；受水冲刷时，应在冲刷线以下1.0m。 ○ 设臵在石质地基上的挡土墙，应清除表面风化层，当风化层 2 厚难于清除时，可根据风化程度及允许地基承载力，将基础埋臵在风化层中，并保证有一定的襟边宽度。 二、挡土墙稳定性验算挡土墙的设计方法有容许应力法和极限状态法两种。 容许应力法是把结构材料视为理想的弹性体，在荷载的作用下产生的应力和应变不超过规定的容许值。 极限状态法是根据结构在荷载作用下的工作特征，在容许应力法基础上发展形成的一种方法。 但由于极限状态法在工程实践中的应用尚不充分，目前挡墙的设计仍按容许应力法。 本路段内表层土体大部分属于西南地区碳酸盐类岩层的残积红土，参照《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ 024-85）第 2.1.2 条和第 2.1.3 条的相关规定，地基容许承载力 [? 0 ] 取值如下表： 3/ 8
衡重式挡土墙的稳定性验算分析实例摘要：衡重式挡土墙是利用衡重台上部填土的下压作用和全墙 重心的后移，增加墙身稳定，节约断面尺寸，适用于山区、地面横坡陡峻的路肩墙。本文以某工程衡重式挡土墙为例，利用理正软 件对其稳定性进行验算，对验算结果进行总结分析，可为同类工程的设计提供参考。 关键词：衡重式挡土墙稳定性重力式挡土墙 abstract: retaining wall is to use the platform under the pressure of filling the role of the ministry and the whole center of gravity moved back wall. it can be increased the stability of wall and to reduce the section size. so it apply to the mountains on the ground cross slope steep shoulder wall. this text based on a retaining wall, using of lizheng software to check its stability and analyze the results for checking. purpose is to provide a reference for the design of similar projects. keywords：weighing retaining wall ;stability; gravity retaining wall 一、衡重式挡墙土压力计算基本原理 衡重式挡土墙等折线形墙背挡墙不能直接用库仑理论计算主动 土压力，这时，应将上墙和下墙看作独立的墙背，分别按库仑理论计算主动土压力，然后取两者的矢量和作为全墙的土压力。计算上
挡土墙稳定性计算
2、农田护墙（挡土墙）稳定性计算书 （1）：墙身尺寸: 墙身高: 1.500(m) 墙顶宽: 0.500(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.200 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.300(m) 墙趾台阶h1: 0.400(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.200:1 （2）：物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa) （3）：挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑 （4）：坡线土柱:
坡面线段数: 2 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 2.000 0 2 5.000 0.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) （5）：稳定性计算书： 第 1 种情况: 一般情况 [土压力计算] 计算高度为 1.807(m)处的库仑主动土压力 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 38.300(度) Ea=21.071 Ex=18.463 Ey=10.154(kN) 作用点高度 Zy=0.615(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=10.021(度) 第1破裂角=39.550(度) Ea=23.256 Ex=16.438 Ey=16.450(kN) 作用点高度 Zy=0.632(m) 墙身截面积 = 1.603(m2) 重量 = 36.866 kN 墙背与第二破裂面之间土楔重 = 0.733(kN) 重心坐标(0.633,-0.594)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500
各规中关于挡墙稳定验算安全系数的规定 1、建筑支挡： 1.1 《GB 50330-2002 建筑边坡工程技术规》规定： 5.3.1 边坡工程稳定性验算时，其稳定性系数应不小于下表规定的稳定安全系数的要求，否则应对边坡进行处理。 注：对地质条件很复杂或破坏后果极严重的边坡工程，其稳定安全系数宜适当提高。 10.2.3 重力式挡土墙抗滑稳定性安全系数不得小于1.3。 10.2.4 重力式挡土墙抗倾覆稳定性安全系数不得小于1.6。 10.2.5 重力式挡土墙的土质地基稳定性可采用圆滑滑动法验算，岩质地基稳定性可采用平面滑动法验算。 2、水利支挡： 2.1 《CJJ 50-1992 城市防洪工程设计规》规定： 2.4.1 堤（岸）坡抗滑稳定安全系数，应符合下表的规定。 2.4.2 建于非岩基上的混凝土或圬工砌体防洪建筑物与非岩基接触面的水平抗滑时稳定安全系数，应符合下表的规定。 2.4.3 建于岩基上的混凝土或圬工砌体防洪建筑物与岩基接触的抗滑稳定安全系数，应符合下表的规定。 2.4.4 防洪建筑物抗倾覆稳定安全系数应符合下表的规定。
2.2 《GB 50286-1998 堤防工程设计规》规： 2.2.3 土堤的抗滑稳定安全系数不应小于下表的规定。 2.2.4 滨海软弱堤基上的土堤的抗滑稳定安全系数，当难以达到规定数值时，经过论证，并报行业主管部门批准后，可以适当降低。 2.2.5 防洪墙抗滑稳定安全系数，不应小于下表的规定。 2.2.6 防洪墙抗倾覆稳定安全系数不应小于下表的规定。 2.3 《SL 379-2007 水工挡土墙设计规》规定： 3.2.7沿挡墙基底面的抗滑稳定安全系数不应小于下表规定的允许值。 注：特殊组合Ⅰ适用于施工情况及校核洪水位情况，特殊组合Ⅱ适用于地震情况。 3.2.8 当土质地基上的挡土墙沿软弱土体整体滑动时，按瑞典圆弧法或折线滑动法计算的抗滑稳定安全系数不应小于上表规定的允许值。 3.2.9 岩石地基上挡土墙沿软弱结构面整体滑动，当按公式6.3.6计算的稳定安全系数允许值，可根据工程实践经验按上表中相应规定的允许值降低采用。 3.2.11 对于加筋式挡土墙，不论其基本，基本荷载组合条件下的抗滑稳定安全系数不应小于 1.40，特殊荷载组合条件下的抗滑稳定安全系数不应小于1.30。 3.2.12 土质地基上挡土墙的抗倾覆稳定安全系数不应小于下表规定的允许
挡土墙计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
目录 1. 设计资料 (3) 墙身构造 (3) 土质条件 (4) 墙身材料 (4) 2. 初拟墙身 (4) 3. 车辆荷载换算 (5) 4. 破裂棱体位置确定 (6) 破裂面()θ的计算 (6) 验算破裂面是否交于荷载范围内 (7) 5. 土压力计算 (7) 土压力计算 (7) 作用点位置计算 (7) 土压力对墙趾力臂计算 (7) 6. 稳定性验算 (8) 受力分析 (8) 抗滑稳定性验算 (8) 抗倾覆稳定性验算 (9) 基底应力 (10) 合力偏心距计算 (10) 基底应力验算 (10) 墙身截面内力计算 (11) 7. 改善措施 (12) 改善措施的拟定 (12) 挡土墙工程数量表 (13) 8. 附属设施设计 (13) 沉降缝 (13)
泄水孔 (13) 墙后排水层设计 (13) 横断面布置图 (14) 9. 立面设计图 (14) 10. 参考文献 (15) 1. 设计资料 墙身构造 墙高，墙背垂直，前墙仰斜坡度1：，墙身分段长度20m，挡墙以上边坡高度a=6m，边坡坡度1:。
土质条件 墙背填土重度3m /18KN =γ，内摩擦角?=35?，填土与墙背间的摩擦角?=17.5δ，地基为岩石，地基容许承载力[]kPa 250=σ，基地摩擦系数3.0=f 。 墙身材料 砌体重度3m /20KN =γ，砌体容许压应力[]kPa 300=σ，容许剪应力[]kPa 80=τ。 2. 初拟墙身 初拟顶宽，基底水平，初拟挡土墙形式如图2-1所示。
3. 车辆荷载换算 墙高，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线形内插法，计算附加荷载强度q=2m ，则 m q h 868.01815.625 0== = γ
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/b73625034.html, 直背式挡土墙稳定性分析 作者：蒋俊 来源：《中国房地产业·下旬》2017年第06期 【摘要】本文选取了某个边坡断面分别进行分析，为分析问题方便，计算按照理想弹塑性岩土体的平面应变问题处理，采用有限元软件ANSYS 进行模拟分析，有限元模型网格剖分时为了保证计算的精度，在可能滑移面区域和结构面上区域对单元网格进行了局部加密处理。边界条件为左右两侧水平约束，下部固定，上部为自由边界。考虑坡体在自重条件下边坡的演变趋势。 【关键词】直背式；稳定性分析；ANSY模拟；破坏趋势 1、自然状态下有限元边坡稳定性分析 对于像边坡这样纵向很长的实体，计算模型可以简化为平面应变问题。假定边坡所承受的外力不随Z轴变化，位移和应变都发生在自身平面内。对于边坡变形和稳定性分析，这种平面假设是合理的。实测经验表明，边坡的影响范围在2倍坡高范围，因此本文计算区域为边坡体横向延伸2倍坡高，纵向延伸3倍坡高。两侧边界水平位移为零，下侧边界竖向位移为零。弹性有限元的计算模型如图所示。 采用双层模型，模型上部为理想弹塑性材料，下部为弹性材料，左右边界水平位移为零，下边界竖向位移为零。 如图1所示，此时，边坡水平方向最大位移为19.476mm，水平位移急剧下降，说明边坡已经破坏。 2、锚杆设计计算 （1）岩石侧压力计算： （2）锚杆所受水平拉力计算： 构造要求岩石锚杆锚固段长度不应小于3m，且不大于45D，根据破裂面深度和计算结果，设计采用全长粘结砂浆锚杆，锚杆长12m、10m和8m，坡底下3排为8m锚杆，坡顶部3排为12m锚杆，其余为10m锚杆，倾角均为，间距均为。采用级筋间距为150mm的钢筋网，喷射混凝土厚度150mm。设计和锚杆要素如下表所示。 3、挡土墙设计 在坡顶，设计将砌块石重力式挡土墙支挡，以防止覆盖层滑落。
浅谈挡土墙稳定性验算 摘要根据实际铁路设计路基工点，介绍了挡土墙稳定性验算,即抗滑稳定性验算、抗倾覆稳定性验算、基底应力及合力偏心距验算。 关键词挡土墙;稳定性;验算 0 引言 在铁路工程中，经常用挡土墙来支挡上下高差的土体，而重力式挡土墙是用得较多的一种形式。它的作用影响着铁路工程的建设投资和运营效益。挡土墙的设计往往是路基设计工作的重点。某新建环形专用线位于内蒙古自治区准格尔旗哈镇川谷地上，DK8+217～DK8+640段落位于低中山区，地形起伏较大，工点长423m。线路在此以深路堑通过。由于边坡高度较高，需用重力式挡土墙对路堑进行支挡防护，并且对挡土墙的稳定性进行验算。 图1 挡土墙横断面 1 工程概况 工点位于低中山区，地形起伏较大。地面高程一般在1110～1140m之间。线路在此以深路堑通过，路堑边坡最大高度约61m。工点范围内地层为第四系上更新统冲风积层砂质黄土；下伏侏罗系下统砂岩、泥岩。地震动峰值加速度0.05g （相当于地震基本烈度六度）。土壤最大冻结深度1.7m。工点范围内特殊岩土为膨胀性泥岩和砂质黄土。泥岩：具弱膨胀性，自由膨胀率43%～53%；砂质黄土：具湿陷性。湿陷系数0.024～0.044，湿陷层厚度约7.0m，场地属Ⅱ级自重湿陷性场地。勘测期间勘探深度内未见地下水。工点范围内无不良地质发育。 2 工程措施 DK8+260～DK8+640段右侧路堑边坡设置路堑挡土墙，墙高6～8m，挡土墙胸坡、背坡坡率均采用1:0.25，基础埋深1.5m，挡土墙采用C25片石混凝土浇筑。挡墙设计参数：挡墙设计参数：φ=30°，f=0.3，γ=19kN/m3，[σ]=300kPa。挡墙以上一级、二级、三级、五级堑坡采用框架锚杆护坡防护。 3 挡土墙稳定性验算 对于重力式挡土墙，稳定性往往是设计中的控制因素。挡土墙的稳定性包括
重力式挡土墙计算实例 一、 计算资料 某二级公路，路基宽8.5m ，拟设计一段路堤挡土墙，进行稳定性验算。 1．墙身构造：拟采用混凝土重力式路堤墙，见下图。填土高a=2m ，填土边坡1：1.5（'?=4133β），墙身分段长度10m 。 2．车辆荷载：二级荷载 3．填料：砂土，容重3 /18m KN =γ，计算内摩擦角?=35?，填料与墙背的摩擦角2 ? δ= 。 4．地基情况：中密砾石土，地基承载力抗力a KP f 500=，基底摩擦系数5.0=μ。 5．墙身材料：10#砌浆片石，砌体容重3 /22m KN a =γ，容许压应力[a σ]a KP 1250=， 容许剪应力[τ]a KP 175= 二、挡土墙尺寸设计 初拟墙高H=6m ，墙背俯斜，倾角'?=2618α（1：0.33），墙顶宽b 1=0.94m ，墙底宽B=2.92m 。 三、计算与验算 1．车辆荷载换算 当m 2≤H 时，a KP q 0.20=；当m H 10≥时，a KP q 10=
由直线内插法得：H=6m 时，()a KP q 1510102021026=+-??? ? ??--= 换算均布土层厚度：m r q h 83.018 150=== 2．主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部） （1）破裂角θ 由'?== ?='?=30172 352618? δ?α，， 得： '?='?+'?+?=++=56703017261835δα?ω 149 .028 .77318.2381.1183.022*********.024665.0383.025.1222222000-=-=?+++' ??++-+?+??= +++++-++= ） ）（（）（）（） ）（（）（） （tg h a H a H tg h a H H d b h ab A α 55 .0443.3893.2149.0893.2893.2428.1893.2149.056705670355670=+-=-++-=-'?'?+?+'?-=+++-=））（（） ）（（） ）（（tg tg ctg tg A tg tg ctg tg tg ωω?ωθ '?=?=492881.28θ 验核破裂面位置： 路堤破裂面距路基内侧水平距离： m b Htg tg a H 4.3333.0655.0)26()(=-?+?+=-++αθ 荷载外边缘距路基内侧水平距离： 5.5+0.5=6m 因为：0.5〈3.4〈6，所以破裂面交于荷载内，假设成立 （2）主动土压力系数K 和1K 152.2261855.055.0231='?+?-=+-= tg tg tg atg b h αθθ566.0261855.05 .02=' ?+=+=tg tg tg d h αθ 282.3566.0152.26213=--=--=h h H h 395 .0261855.0() 56704928sin() 354928cos(()sin()cos(=?+'?+'??+'?=+++= ） ）tg tg tg K αθωθφθ 698 .1151.0547.016282 .383.02)12152.21(6412)21(212 23011=++=??+ -+=+-+ =H h h H h H a K
1第一章功能概述 挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。为了满足工程技术人员的需要，理正开发了本挡土墙软件。下面介绍挡土墙软件的主要功能： ⑴包括13种类型挡土墙――重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁、卸荷板式； ⑵参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准，适应各个行业的要求；可进行公路、铁路、水利、水运、矿山、市政、工民建等行业挡土墙的设计。 ⑶适用的地区有：一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区； ⑷挡土墙基础的形式有：天然地基、钢筋砼底板、台阶式、换填土式、锚桩式； ⑸挡土墙计算中关键点之一是土压力的计算。理正岩土软件依据库仑土压力理论，采用优化的数值扫描法，对不同的边界条件，均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。避免公式方法对边界条件有限值的弊病。尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算，过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等，在理论上均有不合理的一面。理正岩土软件综合考虑分析上、下墙的土压力，接力运行，得到合理的上、下墙的土压力。保证后续计算结果的合理性； ⑹除土压力外，还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响； ⑺计算内容完善――土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强
度验算及墙身强度的验算等一起呵成。且可以生成图文并茂的计算书，大量节省设计人员的劳动强度。
2第二章快速操作指南 2.1操作流程 图2.1-1 操作流程 2.2快速操作指南 2.2.1选择工作路径 图2.2-1 指定工作路径 注意：此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。进入某一计算模块后，还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
2、农田护墙（挡土墙）稳定性计算书 （1）：墙身尺寸: 墙身高: 1.500(m) 墙顶宽: 0.500(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.200 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.300(m) 墙趾台阶h1: 0.400(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.200:1 （2）：物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa) （3）：挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000
墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑 （4）：坡线土柱: 坡面线段数: 2 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 2.000 0 2 5.000 0.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) （5）：稳定性计算书： 第 1 种情况: 一般情况 [土压力计算] 计算高度为 1.807(m)处的库仑主动土压力 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 38.300(度) Ea=21.071 Ex=18.463 Ey=10.154(kN) 作用点高度 Zy=0.615(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=10.021(度) 第1破裂角=39.550(度) Ea=23.256 Ex=16.438 Ey=16.450(kN) 作用点高度 Zy=0.632(m) 墙身截面积 = 1.603(m2) 重量 = 36.866 kN 墙背与第二破裂面之间土楔重 = 0.733(kN) 重心坐标(0.633,-0.594)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500 采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基底倾斜角度 = 11.310 (度) Wn = 36.869(kN) En = 19.355(kN) Wt = 7.374(kN) Et = 12.893(kN) 滑移力= 5.519(kN) 抗滑力= 28.112(kN) 滑移验算满足: Kc = 5.093 > 1.300 地基土摩擦系数 = 0.500 地基土层水平向: 滑移力= 16.438(kN) 抗滑力= 29.149(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.773 > 1.300 (二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 0.865 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 1.425 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 0.325 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 5.334(kN-m) 抗倾覆力矩= 56.294(kN-m)
挡土墙设计实例 本实例主要讲述5种常见挡土墙的设计计算实例。 1、重力式挡土墙 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 6.500(m) 墙顶宽: 0.660(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.200 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.300(m) 墙趾台阶h1: 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.200:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500
砌体种类: 片石砌体 砂浆标号: 5 石料强度(MPa): 30 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 2 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 2.000 0 2 5.000 0.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m) ===================================================================== 组合1（仅取一种组合计算） ============================================= 组合系数: 1.000 1. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √ 2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数 = 1.000 √ 3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数 = 1.000 √ 4. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √ 5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √ ============================================= [土压力计算] 计算高度为 7.309(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 28.320(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 28.320(度)
1、设计依据 ●《水工挡土墙设计规范》（SL379－2007）； ●《水利水电工程边坡设计规范》（SL386-2007）； ●《堤防工程设计规范》（GB50286－98）。 2、设计方案 方案设计遵循的原则是： 安全可靠：即不管采用何种结构、何种方法，必须满足规范要求，经得起实践检验。 经济节约：以全寿命周期成本为原则，以采用新技术、新材料、新方法为手段，以资源节约为目标。 技术创新：以新理念为指导，以创新应用为宗旨，探索应用新材料、新结构、新工艺。 生态环保：以“不破坏就是最大的保护”为原则，通过少占用地、减少工程量、最大可能增加绿化措施为手段。 和谐自然：以构筑物融入自然为出发点，实现人与自然和谐、物与自然和谐。 3、设计计算原理及稳定计算书 固滨挡墙的基本稳定原理同浆砌石重力挡墙和混凝土重力挡墙相同，均是通过墙体自身重量来维持挡墙在土压力下的稳定。固滨重力式挡墙的外形通常有外台阶、内台阶、宝塔式三种。而由于固滨材料的特性，固滨挡墙无法做成如仰斜式的斜墙。 重力挡墙的设计计算在国内已经有了很完善的计算方法和规范。且由于各个行业的侧重点不同，各个行业的重力挡墙计算方法也有细微的区别。不过，尽管如此，固滨重力挡墙仍然可以套用不同行业的重力挡墙计算，在个别细微的地方作出微调即可。 此处仅计算挡墙完建期无水状态时整体稳定性以作参考。
挡墙一 （1）挡墙高度H=2.6m ，顶宽1.0m ，底宽4.0m 。墙底逆坡脚00θ=，墙背与竖直夹角 00ε=，50cm 错台布置，填土表面水平，坡面3m 宽，后有1:2的下坡至排水沟，具体形式如图。墙前埋深0.8m 。 （2）固滨笼回填石料的单位体积重3/25m KN s =γ，空隙率0.3n =。 （3）固滨笼挡墙墙后填土选用的填筑土各项参数取值：回填土粘聚力c=29.64，内摩 擦角为14.10 ，填土容重3/9.16m KN s =γ。作回填土时粘聚力折减一半计算取14.82，据《建筑边坡工程技术规范》，墙高5.5m 时，计算其等效内摩擦角d ?=37.590 ，墙背与填土之间的摩擦角取ο53.12=δ。 1．土压力计算 主动土压力系数222cos () sin()sin()cos cos()1cos()cos()a K ?α?δ?βααδαδαβ-=?+-+?+-? 根据地勘资料取值，回填土粘聚力折减一半c=14.82，内摩擦角为14.10，据《建筑边坡工 程技术规范》，墙高5.5m 时，计算其等效内摩擦角d ?=37.590。填土坡度为00 时，Ka 1=0.225？
6 土压力、地基承载力和土坡稳定
Earth Pressure, Bearing Capacity of Foundation Soil and Soil Slope Stability
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6.1 概述 6.2 作用在挡土墙上的土压力 6.3 Rankine土压力理论 6.4 Coulomb土压力理论 6.5 挡土墙设计 6.6 加筋土挡土墙简介 6.7 地基破坏型式及地基承载力 6.8 地基的极限承载力 6.9 土坡和地基的稳定分析
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6.5 挡土墙设计 6.5.1 挡土墙类型选择 6.5.2 挡土墙的计算 6.5.3 重力式挡土墙的构造措施
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6.5.1 挡土墙类型选择 挡土墙的作用
挡土墙是各类工程建设中常见的支挡结构形式，它具有结构 简单、占地少、施工方便和造价低廉等诸多优点。目前，不仅广 泛应用于公路、铁路、城市建设，同时应用于水坝建设、河床整 治、港口工程、水土保持、山体滑坡防治等领域。
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挡土墙类型
墙顶
1. 重力式挡土墙
由块石或素混凝土砌筑而成，靠 自身重力维持稳定，墙体抗拉、抗剪 强度都较低。墙身截面尺寸大，一般 用于低挡土墙。 墙面 墙背
墙趾
墙基
墙踵
2. 悬臂式挡土墙
由钢筋混凝土建造，立臂、墙趾 悬臂和墙踵悬臂三块悬臂板组成，靠 墙踵悬臂上的土重维持稳定，墙体内 拉应力由钢筋承担，墙身截面尺寸 小，充分利用材料特性，市政工程中 常用。 立壁 钢筋
墙趾
墙踵
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For personal use only in study and research; not for commercial use 挡土墙型式划分 重力式挡土墙：由墙身和底板构成的、主要依靠自身重量维持稳定的挡土建筑物。 半重力式挡土墙：为减少圬工砌筑量而将墙背建造为折线型的重力式挡土建筑物。 衡重式挡土墙：墙背设有衡重台(减荷台)的重力式挡土建筑物。 悬臂式挡土墙：由底板及固定在底板上的悬臂式直墙构成的，主要依靠底板上的填土重量维持稳定的挡土建筑物。 扶壁式挡土墙(扶垛式挡土墙)：由底板及固定在底板上的直墙和扶壁构成的，主要依靠底板上的填土重量维持稳定的挡土建筑物。 空箱式挡土墙：由底板、顶板及立墙组成空箱状的，依靠箱内填土或充水的重量维持稳定的挡土建筑物。 板桩式挡土墙：利用板桩挡土，依靠自身锚固力或设帽梁、拉杆及固定在可靠地基上的锚碇墙维持稳定的挡土建筑物。 锚杆式挡土墙：利用板肋式、格构式或排桩式墙身结构挡土，依靠固定在岩石或可靠地基上的锚杆维持稳定的挡土建筑物。 加筋式挡土墙：利用较薄的墙身结构挡土，依靠墙后布置的土工合成材料减少土压力以维持稳定的挡土建筑物。 级别划分 水工建筑物中的挡土墙应根据所属水工建筑物级别，按表3.1.1 确定。 根据建筑物级别确定洪水标准 水工挡土墙的洪水标准应与所属水工建筑物的洪水标准一致。 稳定计算 表 3.2.7 挡土墙抗滑稳定安全系数的允许值 滑动面的形状与边坡土质的关系 一般情况下，分三种情况： 1、均质黏性土，滑动面的形状在空间上呈圆柱状，剖面上呈曲线（圆弧）状，在坡顶处接近垂直，坡脚处趋于水平； 2、均质无黏性土，滑动面在空间上为一斜面，剖面上近于斜直线； 3、在土坡坡底夹有软层时，可能出现曲线与直线（软层处）组合的复合滑动面。 当土质地基上的挡土墙沿软弱土体整体滑动时，按瑞典圆弧法或折线滑动法计算的抗滑稳定安全系数不应小于表3.2.7规定的允许值。 无粘性土稳定计算按公式(6.3.5-1)计算。 粘性土地基上的1、2 级挡土墙，沿其基底面的抗滑稳定安全系数宜按公式(6.3.5-2)计算。tgφ 岩石地基上挡土墙沿软弱结构面整体滑动，当按公式(6.3.6)计算的稳定安全系数允许值，可根据工程实践经验按表3.2.7 中相应规定的允许值降低采用。
重力式挡土墙验算[执行标准：公路] 计算项目：重力式挡土墙 1 计算时间：2012-08-18 09:02:46 星期六 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 2.300(m) 墙顶宽: 0.850(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.000 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.300(m) 墙趾台阶h1: 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.200:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.300 墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa) 材料抗压极限强度: 1.600(MPa) 材料抗力分项系数: 2.310 系数αs: 0.0020 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 30.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基承载力特征值: 150.000(kPa) 地基承载力特征值提高系数:
墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.300 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 1 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 5.000 0.000 1 第1个: 距离0.000(m),宽度5.000(m),高度1.033(m) 2004路基规范挡土墙车辆荷载 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 填土对横坡面的摩擦角: 35.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m) ===================================================================== 第 1 种情况: 组合1 ============================================= 组合系数: 1.000 1. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √ 2. 墙顶上的有效永久荷载分项系数 = 1.000 √ 3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数 = 1.000 √ 4. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √ 5. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √ ============================================= [土压力计算] 计算高度为 2.645(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 33.572(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 33.586(度) Ea=35.395(kN) Ex=33.756(kN) Ey=10.643(kN) 作用点高度 Zy=1.075(m) 墙身截面积 = 3.064(m2) 重量 = 70.468 (kN) (一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.300 采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基底倾斜角度 = 11.310 (度) Wn = 69.099(kN) En = 17.057(kN) Wt = 13.820(kN) Et = 31.014(kN) 滑移力= 17.194(kN) 抗滑力= 25.847(kN) 滑移验算满足: Kc = 1.503 > 1.300
饿挡土墙稳定分析 根据工程的需要假设墙的高度H为4.8m,墙顶的宽度b为0.8m,确定墙底的宽度B为4.72m，基础埋深2m，前趾延长1m,后趾延长1m,坡比为1：0.4。选用墙身材料为浆砌石的重力式挡土墙，此类型的挡土墙具有构造简单、施工方便、就地取材等优点，是工程中常被广泛采用的一种挡土墙形式。 为防止挡土墙堤防冻融变化，挡土墙后填筑1m宽砂砾料，坡比为1：0.5；挡土墙设两排排水孔，孔径φ110mm，孔距为3m,上下排间距为2m，错开布置，排水管外填筑粗细碎石，防止换填体渗出堵塞排水管。 为避免地基不均匀沉降引起墙身开裂，需按墙高和地基性质的变异，设置沉降缝，同时，为了减少圬工砌体因收缩硬化和温度化作用而产生裂缝，需设置伸缩缝。挡土墙的沉降缝和伸缩缝设置在一起，每隔10m设置一道，缝宽3cm，自墙顶做至基底，缝内宜用沥青麻絮、沥青竹绒或涂以沥青木板等具有弹性的材料。 以2+000桩号挡土墙水流最不利断面进行计算，取2+000底高程186.3m作为设计挡土墙底高程；挡土墙顶高程为191.10m，从安全计，挡土设计计算高度为4.8m。其余尺寸见计算简图，分别对挡土墙断面结构的抗滑、抗倾覆、基底压力和结构内力进行复核计算，根据计算结果逐渐调整确定其余断面尺寸。 左岸设计堤顶高程191.1
挡土墙断面简图 a) 第一种情况：墙前无水，墙后填土 稳定计算 1、主动土压力 按《SL379—2007水工挡土墙设计规范》中按郎肯土压力公式: Ka h K qh P 2 1112 1a γ+= Ka h h P 212γ= Ka h P 2 232 1ωγ= 式中：P 1、P 2、P 3—主动土压力，KN/m; q — 作用在墙后填土面上的换算后的均部荷载，KN/m 2； γ—土的重度, KN/m 3 , 取19.00 KN/m 3 ； γω—水的浮重度，KN/m 3；取10KN/m 3； K a —主动土压力系数， K a =0.36； h 1—墙后地下水位以上土压力计算高度，m ; h 2—墙后地下水位以下土压力计算高度，m ; 经计算得P=85.28 KN/m 其中： 1) ）φ 。245(tan 2-=Ka 式中： φ—填土的内摩擦角，取28。；计算得Ka=0.36. 2) L B G q h 00 γγ∑== 式中：h —墙顶面以上的等待填土高度，m ； B 0 —不计车辆荷载作用时墙体的宽度，当墙后填土面为水平时， αθtan tan 0H H B += θ—稳定岩石坡面坡角，取50。； α—墙背摩擦角，取45。； L —考虑一辆重车在挡土墙纵向分布的计算长度，m （大于分段长度时