图5.5.3-1 偏心距计算简图
5.5.3.2 地基应力?
1.e ≤ B/6
(5.5.3-4)
(5.5.3-5)
式中:
; [ζ1,2] —— 分别为挡土墙最大、最小的地基的应力(kPa)
; [ζ] —— 为挡土墙允许的地基的应力(kPa)
其它符号同上。
注:参考铁路工程设计技术手册《路基》第二十三章第四节中的(23-49)式。
2.e > B/6
当e > B/6时,基底出现拉应力,不考虑地基承受拉力,则地基应力重分布,按下式计算:
(5.5.3-6)
(5.5.3-7)
(5.5.3-8)
40
式中:
; ζmax —— 地基应力重分布之后,最大的地基压应力(kPa)
; [ζ] —— 为挡土墙允许的地基允许的承载力(kPa)
; Zn —— 地基反力的合力作用点到挡土墙地基反力最大点的距离(m)
其它符号同上。
注:
1. 参考铁路工程设计技术手册《路基》第二十三章第四节中的(23-50)式; 2. 挡土墙倾斜基底倾斜面上的偏心距和应力的验算方法同上,只是基础底宽取斜面宽度,验算倾斜面上的偏心距和应力,如图5.5.3-2所示。
图5.5.3-2 倾斜基底偏心距计算简图
5.5.4 墙身截面强度验算
本系统对墙底截面和墙趾台阶顶截面(如图5.5.4-1)做强度验算。截面验算时合力偏心距的允许值:0.3B。
图5.5.4-1 墙身截面验算简图
5.5.4.1 正应力检算
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(5.5.4-1)
(5.5.4-2)
(5.5.4-3)
(5.5.4-4)
(5.5.4-5)
式中:
,要求e≤0.3B; e —— 挡土墙计算截面处的偏心距(m)
; B —— 挡土墙计算截面处的截面宽度(m)
; Zn —— 挡土墙计算截面处的内侧到截面作用合力点的距离(m)
,顺时针为正; Mall —— 作用挡土墙计算截面处的全部荷载对墙内侧的弯矩(kN/m),向下为正; Wall —— 作用挡土墙计算截面处的全部竖向荷载之和(kN)
; W —— 挡土墙的自重重力(kN)
; Zw —— 挡土墙的自重重力的重心到计算截面处内侧的水平距离(m)
; Ey —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在竖直方向的分力(kN)
Zx —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在竖直方向的分力到计算截面处内侧的水; 平距离(m)
; Ex —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在水平方向的分力(kN)
Zy —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在水平方向的分力到计算截面处的竖向距
; 离(m)
ζmax、ζmin —— 挡土墙计算截面处的最大、最小应力(kPa);
(kPa); [ζ] —— 分别是材料的抗压与抗拉设计强度(允许值)
其它符号同上。
注:
1. 铁路工程设计技术手册《路基》第二十三章第四节中的(23-51)式;
2. σ>0时为压应力,要求压应力小于材料的抗压强度允许值;σ<0时为拉应力,要求拉应力小于材料的抗拉强度设允许值。
5.5.4.2 剪应力检算
(5.5.4-6)
42
(5.5.4-7)
式中:
; η —— 挡土墙计算截面处的剪应力(kPa)
; Ex —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在水平方向的分力(kN)
; W —— 挡土墙的自重重力(kN)
; Ey —— 挡土墙承受的土压力(或滑坡推力)在竖直方向的分力(kN); B —— 挡土墙计算截面处的截面宽度(m)f —— 圬工(挡土墙)间摩擦系数;
(kPa); [η] —— 挡土墙计算截面处材料抗剪强度设计值(允许值)
其它符号同上。
注:
1. 铁路工程设计技术手册《路基》第二十三章第四节中的(23-53)式;
2. 土压力计算验算墙底截面时,土压力计算时假定破裂面通过墙踵点;验算墙趾台阶顶截面时,土压力计算时假定破裂面通过A点。如图(5.5.4-2)所示。
图5.5.4-2 墙身截面验算时破裂面位置
5.5.4.3 凸榫宽度检算
式中:
; Bt —— 钢筋混凝土底板上凸榫的宽度(m)
; Ex —— 钢筋混凝土底板以上土压力的水平分力(kN)。 [η] —— 混凝土的容许剪应力(kPa)
注:铁路工程设计技术手册《路基》第二十三章第四节中的(23-63)式。
(5.5.4-8)
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5.5.5 场地环境影响
5.5.5.1 浸水挡墙验算
浸水挡墙验算时,在计算墙体受力时要考虑静水压力和水浮力的影响。本系统可以考虑墙体内外侧不同的情况,但只考虑静水压力的作用,不考虑渗透水压力的作用。
下图中,P1和P’1为挡土墙内外侧的静水压力,作用方向为垂直于墙面,P2为上浮力。
图5.5.5-1 水压力作用
(5.5.5-1)
(5.5.5-2)
(5.5.5-3)
式中:
; P1 —— 挡土墙内侧的静水压力(kN); P’1 —— 挡土墙外侧的静水压力(kN)
; P2 —— 挡土墙底面的上浮力(kN)
3
,取γw = 10.0; γw —— 水的重度(kN/m)
Hb、Hb’ —— 挡土墙内、外侧的静水位高度(m); α、α’ —— 挡土墙墙背、墙面的倾斜角度(度);
λ —— 考虑水进入基底的程度的浮力系数;由用户交互;
。 B —— 挡土墙底面的宽度(m)
浸水挡墙在主要力系和附加力系的作用下,分别按照前面所述的有关原理验算滑移、倾
覆、地基应力及偏心距、截面强度等项。
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