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理正岩土计算系列北京理正软件设计研究院有限公司技术支持陈莹挡土墙设计2020/3/283/26挡土墙简介适用多种行业-公路、铁路、水利、市政、规划、地矿等；挡墙形式全-目前有13种；参数交互-墙身尺寸墙身样式灵活，面坡、背坡、墙底都可倾斜，可模拟仰斜式挡墙；可设墙趾台阶；可自动设计或校核防滑凸榫；2020/3/284/26挡土墙简介-坡线土柱坡面起点和坡面线可灵活设置，可模拟墙顶有土，或者坡面比墙顶低的情况；附加外力：可模拟墙前被动土压力、墙顶车辆撞击荷载、墙顶有建筑物等情况；换算土柱：即荷载，公路铁路行业常用的荷载软件已列出；-物理参数可考虑地震情况和浸水情况；墙后多层填土；土压力：库仑、郎肯、静止；材料参数——新增材料参数查询功能；-基础五种：天然基础、钢筋混凝土底板、台阶式、换填式、锚桩式；-荷载组合公路行业-整体稳定瑞典条分法；2020/3/285/26挡土墙实例建模工程模型计算模型注意：•不影响结构计算的部分可忽略，如碎石倒滤层、排水孔、比较薄的垫层；•灌砌块石：主要起防冲刷的作用，限制墙体滑动的作用很小，可忽略不计；•土压力起算点：可从基础底开始算，也可从结构底开始算。•从基础底开始算起，可考虑前面土产生的被动土压力，以附加外力的方式；•从结构底开始考虑，不考虑墙前被动土压力。2020/3/286/26挡土墙实例→墙身尺寸墙高不包括基础部分；坡率可正可负；如将背坡坡率交互负值，可模拟仰斜式挡墙；凸榫设计校核是根据《铁路工程设计技术手册-路基》p436要求凸榫前被动土楔能完全形成；墙背主动土压力不因设置凸榫而增大凸榫容许应力砌体可查公路路基手册混凝土可查铁路路基支挡结构设计规范2020/3/288/26挡土墙实例→坡线土柱地面横坡角-土楔体计算时破裂面的起始角度；-即只有横坡角以上土体才产生土压力的作用；-确定原则：一般取不产生土压力的硬土地面，当挡土墙后有岩石时，地面横坡角度一般为岩石的坡度，当挡土墙后都为土体时，可取0，即按土压力最大情况考虑。填土对横坡面的摩擦角挡墙分段长度-按挡土墙的设缝间距划分；-在公路行业影响车辆荷载的计算；换算土柱-坡线上的荷载采用换算土柱的高度加在每段坡线上；-h=q/γ，γ为墙后第一层土的容重；-当选择公路行业时，可根据公路等级自动计算土柱高；附加外力2020/3/289/26挡土墙实例→物理参数挡土墙类型四种，可考虑地震情况、浸水情况土压力库仑、朗肯、静止墙后填土物理参数单层和多层土压力系数等效内摩擦角墙背与墙后填土摩擦角取值由墙背粗糙程度和填料性质及排水条件决定，可参考公路路基手册表格地基土物理参数修正后地基土承载力特征值基底摩擦系数地基浮力系数地基土类型对应不同的基底合力偏心距允许值2020/3/2810/26挡土墙实例→墙身参数对于铁路行业，可参照《铁路路基支挡结构设计规范TB10025-2006》表3.1.3取值;对于公路行业，可参照《公路路基设计手册》(第二版)表3-3-21和3-3-22取值；公路行业《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)的5.4.4节的表5.4.4-1和表5.4.4-3；圬工之间摩擦系数用于挡墙截面验算，反映圬工间的摩阻力大小。取值与圬工种类有关，可参照《公路设计手册-路基》取值；地基土摩擦系数用于倾斜基底时土的抗滑移计算。可参照《公路设计手册-路基》取值；2020/3/2811/26挡土墙实例→几个摩擦系数对比墙底摩擦系数-指墙底和地基土之间的摩擦系数，用于沿墙底滑移验算，取值与地基土的类别有关，如无试验资料，可参考《公路路基设计手册》（第二版）P592表3-3-2；圬工之间摩擦系数-圬工与圬工间的摩擦系数，用于强身截面强度验算中的剪应力验算，取值与圬工种类有关，一般取0.4~0.5，见《公路路基设计手册》（第二版）P603；地基土摩擦系数-地基土与地基土之间的摩擦系数，用于倾斜基地时的水平滑移验算，取值与地基土的类别有关，如无试验资料，可参考《公路路基设计手册》（第二版）P593表3-3-3；2020/3/2812/26挡土墙实例→基础参数基底倾斜+混凝土底板防滑凸榫+天然基础五种基础形式天然基础钢筋混凝土底板台阶式换填土式锚桩式《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)表5.2.1。2020/3/2813/26挡土墙实例→整体稳定计算方法瑞典条分法搜索方法自动搜索给定圆心范围给定圆心半径给定圆心土条且向分力与滑动方向反向时两种理论：当下滑力对待，当抗滑力对待影响搜索速度2020/3/2814/26挡土墙实例→计算结果图：包括计算简图、土压力计算结果和稳定计算结果；可存成dxf文件；计算书：包括原始条件和计算结果；可存成rtf文件，用word打开，或存成txt文本文件；2020/3/2815/26挡土墙实例→土压力计算结果土压力计算内容-破裂角和土压力-水压力可考虑静水压力；可考虑水浮力（破裂楔体重力G浸水部分取浮重度）；不考虑渗透水压力的作用；-软件计算方法搜索破裂角2020/3/2816/26挡土墙实例→挡墙验算结果1.滑移稳定验算-滑移验算Kc-滑移方程公路行业，极限状态法，考虑了分项系数；-倾斜墙底的水平滑移验算Kc2当墙底倾斜时，除验算墙底滑移外，还需验算地基土层水平向滑移稳定，即地基土抗剪稳定性验算；-如果滑移验算不满足倾斜墙底加防滑凸榫2.倾覆稳定验算-无基础时，绕墙趾点的抗倾覆稳定；-有基础时，同时考虑基础自重及锚杆等产生的抵抗力矩；2020/3/2817/26挡土墙实例→挡墙验算结果地基应力及偏心距验算-地基应力验算—防止地基出现过大下沉；-偏心距验算—防止因基底过度不均匀沉陷而引起墙身倾斜；基础强度验算-对于钢筋混凝土底板基础，验算悬挑部分剪应力，主拉应力、凸榫宽度，并计算配筋。墙底截面强度验算-对墙底截面和墙趾台阶顶面做强度验算；-容许应力法：正应力和剪应力；-极限状态法（公路行业）：按照《公路路基设计规范》(JTGD30-2004)的5.4.4节计算；整体稳定验算-瑞典条分法；专题：公路行业挡墙分项系数疑问：为什么修改分项系数，抗滑抗倾覆安全系数无变化?附加集中力里，如果选择是被动土压力，会有提示，如果此时荷载组合里面被动土压力分项系数也给0.3，是不是就乘了两次？公路路基设计规范JTGD30-2004滑移验算-滑移方程——极限状态法-安全系数-分项系数只对滑移方程有影响，对安全系数计算无影响。-提示中所说的取荷载0.3倍带入公式中计算，此处的公式，指的是安全系数的计算公式。安全系数：61.641滑移方程：61.641安全系数：61.641*0.3滑移方程：61.641该选项对滑移方程无影响，只对安全系数的计算结果有影响！抗滑桩设计2020/3/2823/26抗滑桩简介滑坡推力计算•滑动面、水位线、坡面线；•计算滑坡推力；抗滑桩设计•抗滑桩+锚杆抗滑挡墙设计滑坡推力•重力式抗滑挡墙•垂直预应力锚杆式抗滑挡墙•桩板式抗滑挡墙，桩+板库仑土压力和滑坡推力抗滑桩综合分析2020/3/2824/26抗滑桩→滑坡推力计算模型计算目标-指定滑面计算推力-自动搜索最危险滑面-已知安全系数计算cφ滑体上作用力-基本力系-特殊作用力外部荷载动水压力滑床上产生的浮托力裂隙充水的静水压力承压水的浮托力地震力坡面线、滑动面和水位面-起始点标高——相对标高2020/3/2825/26抗滑桩→抗滑桩设计墙身尺寸-桩底支撑条件自由：锚固地层为土体、松软破裂岩石；铰接：桩底岩层完整、较上不土体坚硬、但嵌入不深；固定：嵌入完整岩层较深，不常用；-计算方法M法、C法、K法-初始弹性系数A=h·m1、A1=h1·m1-桩前嵌入面以上土层厚桩前不稳定土体的高度，可考虑这部分土体的被动土压力土层数据-土层弹性计算方法统一指定2020/3/2826/26抗滑桩→抗滑桩设计锚杆-可设锚杆和锚索-锚杆设计坡线与滑坡推力-库仑土压力和滑坡推力-坡线参数用于土压力计算2020/3/2827/26抗滑桩→抗滑桩设计滑坡推力参数-推力分布类型矩形：液性指数较小，刚度较大和较密实的滑体；三角形：液性指数较大、刚度较小和密实度不均匀的塑性滑体；梯形：介于上述二者之间的情况；-桩后剩余下滑力水平分力交互“滑坡推力”模块计算出的剩余下滑力水平分力；-桩前剩余下滑力水平分力当桩前滑坡体可能滑动时，不计其抗力；-桩前覆土可考虑其被动土压力1378.510×cos26.565°2020/3/2828/26抗滑桩→抗滑桩设计物理参数-用于土压力计算；配筋参数-方桩-圆桩是否均匀配筋2020/3/2829/26抗滑桩→抗滑桩设计计算结果-内力位移计算-配筋计算-锚杆锚索设计抗滑桩模块-红线是按照被动土压力计算，一般要求计算出来的土反力不能超过被动土压力，如果超过，需自己调整；综合分析模块-红线是按照地基横向容许承载力（铁路路基支挡结构设计规范）计算，土反力不应超过地基横向容许承载力，超过时折减（软件自动折减）该土层的m、c、K值，根据新的土层弹性抗力系数，重新计算桩内力，直至土反力在地基横向承载力范围之内。见说明书第四部分2.3.2节补充：抗滑桩土反力红线的意义抗滑桩模块综合分析模块2020/3/2831/26抗滑桩→对比挡土墙抗滑挡墙荷载坡线土柱无墙后土体多层填土可直接输入多层填土只能自己加权平均作用力土压力（库仑、郎肯、静止）库仑土压力和滑坡推力（交互）整体稳定有无抗滑桩抗滑桩综合分析荷载无集中、分布力、可考虑恒载活载作用力库仑土压力和滑坡推力（交互）库仑土压力和滑坡推力（软件直接计算）弹性方法统一指定分层指定，模拟上土下岩支护形式桩+锚杆（锚索）桩+板+锚杆（锚索）、桩+墙+锚杆（锚索）工况无路堑式可考虑工况荷载组合无有施工图无有