第八章挡土墙第一节概述挡土墙是用于支撑路基填土或者山坡土体侧压力、防止边坡或山坡变形失稳的工程构造物。广泛用于支撑路基边坡、桥台、桥头引道和隧道洞口等处。二、挡土墙各部分的名称一、挡土墙的用途挡土墙设置与否,宜于与其工程方案比较确定1.与移改路线位置进行比较;2.与填筑或开挖边坡相比较;3.与坼移有关干扰路基的构造物(房屋、河流、水渠)等比较;4.与设置其他类型的构造物(桥、护墙)等比较。三、挡土墙的分类用于陡峭山坡的路堑底部,降低边破高度、减少开挖或者边坡防止地质不良地段的滑坡(一)按照挡土墙设置的位置1、路堑挡土墙2、路肩挡土墙用于(1)陡坡路堤,为保证路堤稳定,收缩坡脚;(2)为避免与其它建筑物(如房屋、铁路、水渠等)干扰扰或防止多占农田;(3)为防止沿河路堤受水流冲刷和淘刷。用于地形受限,需要收缩坡脚;防止陡坡堤下滑。3、路堤挡土墙用以支挡山坡上可能滑坍的覆盖层土体或破碎岩层(需要时可分设数道)4、山坡挡土墙用于沿河路堤,需要收缩坡脚或防止水流冲淘5.浸水挡土墙二、按照挡土墙的结构形式依靠墙的自重支撑土压力,污工结构。形式简单,施工方便A竖直式B俯斜式C仰斜式D折线式E衡重式A、B、E多用于路肩墙、路堤墙;C、D多用于路堑墙(一)重力式挡土墙1.锚杆式(二)锚定式挡土墙2.锚定板式(三)薄壁式挡土墙2.扶壁式1.悬臂式(四)加筋土挡土墙(五)土钉(钉土)挡土墙一、一般条件下库伦主动土压力计算(一)库仑理论的假设1.假设墙背填料为均质散粒体,仅有内摩擦力,而无粘聚力。2.当墙背向外移动或饶墙趾外倾时,墙背填料会出现一通过墙踵的破裂面,设为平面。3.破裂面上的土楔为刚性体。第二节挡土墙土压力计算(二)库仑主动土压力公式的推导(破裂面交于内边坡时)1.力的大小由正弦定理:2.最大主动土压力——最危险破裂面的确定当参数ψ、、δ、α、β固定时,Ea随破裂面的位置而变化,即Ea是破裂角θ的函数。为求最大土压力Ea,可以用求驻点的办法,得到如上图边界条件的最大土压力公式和最危险破裂角如下:222221cos()1=22sin()sin()coscos()1cos()cos()aaEHHKtgQQPRP242P=cosαsinβcos(ψ-)-sincosψcos(α-β)Q=cos(α-β)cos(ψ+)-cos(ψ-)cos(α+δ)R=cossinψcos(α-β)-sinαcos(ψ-)cosβ3.力的方向和作用点1)力的方向静力平衡状态决定其与墙背法线夹角等于内摩擦角2)力的作用点舍弃土楔为刚体的假设,引用土楔为松散体假设,土压力对高度求导,绘出土压应力分布图,力的作用点在压应力分布图的形心处。4.破裂面位于其他位置的库仑表达式由于静力平衡条件不变,破裂面交于路基表面和外边坡时,只需要改变土楔重力G的表达式,同时在土压应力分布图中叠加车辆荷载,就能得到类似的表达式。如下图:破裂面交于外边坡二、大俯角墙背的主动土压力——第二破裂面法(一)出现第二破裂面的条件1)墙背或假想墙背的倾角必须大于第二破裂面的倾角。(即:墙背或假想墙背不妨碍第二破裂面的出现)2)在墙背或假想墙背面上产生抗滑力必须大于其下滑力(即:使破裂面棱体不沿墙背或假象墙背下滑)衡重式挡土墙上墙土压力分析图(一)推导过程1.根据边界条件,计算破裂棱体(包括棱体上的荷载)的重量G2.从力三角形求Ex的方程式3.求Ex的最大值及相应的破裂角i和i(求驻点的办法)4.求主动土压力Ea的作用点iiiiaxtgtgGEEcosixaixyixxEEtgEEtgtgHhHbbyAcEtgtghaaxAEseccos1212111cos1"2111220020222222或绘土压应力分布图ixyhhxtgZBZhhhahahhhhhhhahdyydyZ301''22302112'300223333三、折线形墙背的土压力计算(一)上墙土压力不考虑下墙影响,按照俯斜墙背计算土压力,衡重式考虑是否出现第二破裂面以墙背转折点或衡重台为界分为上墙、下墙,...