加筋土挡土墙.pptx
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1、加筋土挡土墙第一节第一节 概概 述述 加筋土就是在土中加入加筋材料加筋土就是在土中加入加筋材料(或称筋带或称筋带)得一种得一种复合土。在土中加入加筋材料可以提高土体得抗剪强度复合土。在土中加入加筋材料可以提高土体得抗剪强度,增加土体工程得稳定性。增加土体工程得稳定性。1965 1965年法国普拉聂尔斯年法国普拉聂尔斯(PrageresPrageres)首次成功地修建首次成功地修建了一座公路加筋挡墙。我国于了一座公路加筋挡墙。我国于19791979年首次在云南建成加年首次在云南建成加筋土挡墙试验工程。筋土挡墙试验工程。最长加筋土挡墙工程最长加筋土挡墙工程:5 5、5km5km,重庆市区长江滨江公
2、路驳岸墙重庆市区长江滨江公路驳岸墙最高高速公路加筋土挡墙最高高速公路加筋土挡墙:4343、75m75m,云南楚大高速公路云南楚大高速公路1 1号墙号墙最高城市道路加筋土挡墙最高城市道路加筋土挡墙:60m60m,重庆巫山县集仙路挡墙重庆巫山县集仙路挡墙第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述一、结构与挡土原理一、结构与挡土原理挡挡 土土 原原 理理q内部稳定内部稳定:墙面所承受得水平墙面所承受得水平土压力依靠填料与拉筋得摩擦土压力依靠填料与拉筋得摩擦力平衡力平衡q缺乏石料地区及大型填方工程缺乏石料地区及大型填方工程;q用于一般地区得路肩式和路堤式挡土墙用于一般地区得路肩式和路堤式挡土墙,但不应
3、修建在滑坡、但不应修建在滑坡、水流冲刷和崩塌等不良地质地段。水流冲刷和崩塌等不良地质地段。q外部稳定外部稳定:复合结构形成得土复合结构形成得土墙抵抗拉筋尾部填料所产生得墙抵抗拉筋尾部填料所产生得土压力土压力适适用用条条件件第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述二、加筋土挡土墙类型及其特点二、加筋土挡土墙类型及其特点q 类型类型 1 1、单面式加筋土挡土墙、单面式加筋土挡土墙 双面式加筋土挡土墙双面式加筋土挡土墙 2 2、有台阶式加筋土挡土墙、有台阶式加筋土挡土墙 无台阶式加筋土挡土墙无台阶式加筋土挡土墙 3 3、有面板加筋土挡土墙、有面板加筋土挡土墙 无面板加筋土挡土墙无面板加筋土挡土墙第
4、一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述q 特点特点 1 1、可装配式施工、可装配式施工,施工简便、快速、节省劳力和缩短工期施工简便、快速、节省劳力和缩短工期;2 2、具有一定柔性、具有一定柔性,能够适应地基轻微变形能够适应地基轻微变形,且抗振性强且抗振性强;3 3、可做成很高得垂直挡土墙、可做成很高得垂直挡土墙,对地基承载力要求较低对地基承载力要求较低;4 4、节约占地、造型美观、节约占地、造型美观;5 5、造价低。、造价低。第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述三、加筋土加固机理三、加筋土加固机理q基本原理基本原理:在土中沿应变方向埋置具有挠性得拉筋材料在土中沿应变方向埋置具有挠性得拉
5、筋材料,土与拉土与拉筋材料产生摩擦筋材料产生摩擦,使加筋土犹如具有某种程度得粘聚性使加筋土犹如具有某种程度得粘聚性,从而改良从而改良了土得力学特性。了土得力学特性。q解释和分析加筋土强度得两种观点解释和分析加筋土强度得两种观点第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述摩擦加筋原理摩擦加筋原理:加筋土视为组合材料加筋土视为组合材料,认为加筋土就是认为加筋土就是 复合体结构复合体结构(或称锚定式结构或称锚定式结构)莫尔库仑理论莫尔库仑理论:加筋土视为均质各向异性材料加筋土视为均质各向异性材料,认认 为加筋土就是复合材料结构为加筋土就是复合材料结构大家有疑问的,可以询问和交流大家有疑问的,可以询问和
6、交流可以互相讨论下,但要小声点可以互相讨论下,但要小声点可以互相讨论下,但要小声点可以互相讨论下,但要小声点第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述摩擦加筋原理摩擦加筋原理 填土自重和外力产生得土压力作用于墙面填土自重和外力产生得土压力作用于墙面板板,通过墙面板得拉筋连接件将此土压力传递通过墙面板得拉筋连接件将此土压力传递给拉筋给拉筋,而拉筋又被土压住而拉筋又被土压住,于就是填土与拉筋于就是填土与拉筋之间得摩擦力阻止拉筋被拔出。因此之间得摩擦力阻止拉筋被拔出。因此,拉筋只拉筋只要材料有足够得强度要材料有足够得强度,并与土产生足够得摩阻并与土产生足够得摩阻力力,则加筋得土体就可保持稳定。则加筋
7、得土体就可保持稳定。第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述莫尔库仑理论莫尔库仑理论(准粘聚力理论准粘聚力理论)加筋土结构可以看作就加筋土结构可以看作就是各向异性得复合材料是各向异性得复合材料,通通常采用得拉筋常采用得拉筋,其弹性模量其弹性模量远大于填土远大于填土,拉筋与填土共拉筋与填土共同作用同作用,包括填土得抗剪力、包括填土得抗剪力、填土与拉筋得摩擦阻力及拉填土与拉筋得摩擦阻力及拉筋得抗拉力筋得抗拉力,使得加筋土得使得加筋土得强度明显提高。强度明显提高。第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述极限极限平衡平衡条件条件(筋带产生(筋带产生“约束应
8、力约束应力”)(筋带增加强度以(筋带增加强度以“内聚力内聚力”表示)表示)拉筋断裂造成挡土墙破坏拉筋断裂造成挡土墙破坏拉筋强度不足拉筋强度不足拉筋与面板连接能力不足拉筋与面板连接能力不足超载超载拉筋腐蚀拉筋腐蚀拉筋与土间结合力不足造成挡土墙破坏拉筋与土间结合力不足造成挡土墙破坏 因外部不稳定造成挡土墙破坏因外部不稳定造成挡土墙破坏 地基承载力低地基承载力低沿基底抗滑稳定性不足沿基底抗滑稳定性不足抗倾覆能力不够抗倾覆能力不够内部稳定性计算内部稳定性计算外部稳定性分析外部稳定性分析三、三、加筋土挡土墙得破坏形式加筋土挡土墙得破坏形式第一节第一节第一节第一节 概述概述概述概述q内部稳定性分析包括内部
9、稳定性分析包括第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析q常用计算方法常用计算方法加筋土看成由土与筋材两种不同性质得加筋土看成由土与筋材两种不同性质得材料组成材料组成,设计时把筋、土分开计算。设计时把筋、土分开计算。加筋土看成宏观各向异性复合材料加筋土看成宏观各向异性复合材料,建立建立一个刚塑性加筋土复合材料模型。一个刚塑性加筋土复合材料模型。q学习主要内容学习主要内容拉筋拉力计算拉筋拉力计算拉筋强度验算拉筋强度验算拉筋长度计算拉筋长度计算拉筋间距得确定拉筋间距得确定破裂面得形状和位置破裂面得形状和位置土压力计算土压力计算拉筋拉力计算拉筋拉力计算拉筋强度
10、验算拉筋强度验算拉筋长度计算拉筋长度计算第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析q破裂面得形状及位置破裂面得形状及位置 筋土分开得计算方法中筋土分开得计算方法中,加筋土挡土墙面板后填料中得破裂加筋土挡土墙面板后填料中得破裂面得形状和位置就是确定筋条尺寸得重要依据。面得形状和位置就是确定筋条尺寸得重要依据。第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析筋条纵向拉应力分布特征筋条纵向拉应力分布特征拉筋拉力得最大值在墙得内拉筋拉力得最大值在墙得内部部,T面面/Tmax 0、75。加筋土体中加筋土体中,最大拉力线通最大拉力线
11、通过墙面角过墙面角,在挡土墙上部在挡土墙上部,最最大拉力线与墙面得距离不大大拉力线与墙面得距离不大于于0、3H。加筋土体中加筋土体中,最大拉力线就最大拉力线就就是可能得破裂面。就是可能得破裂面。最大拉力线得位置随加筋土工程得几何形状、荷载情况、基最大拉力线得位置随加筋土工程得几何形状、荷载情况、基础形式、土与拉筋间得摩擦力等因素而变化。础形式、土与拉筋间得摩擦力等因素而变化。一、土压力计算一、土压力计算q 基本假定基本假定 1、墙面板承受填料产生得主动土压力、墙面板承受填料产生得主动土压力,每块面板承受其相应范每块面板承受其相应范围内得土压力围内得土压力,将由墙面板上拉筋有效摩阻力抗拔力来平衡
12、。将由墙面板上拉筋有效摩阻力抗拔力来平衡。第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析 2、按折线滑面假定、按折线滑面假定,挡土墙内部加挡土墙内部加筋体分为滑动区和稳定区筋体分为滑动区和稳定区,两区分界两区分界面为土体破裂面。作用于面板上得土面为土体破裂面。作用于面板上得土压力由稳定区得拉筋与填料之间得摩压力由稳定区得拉筋与填料之间得摩阻力平衡。阻力平衡。无效长度无效长度有效长度有效长度 3、拉筋与填料之间得摩擦系数在拉筋得全长范围相同。、拉筋与填料之间得摩擦系数在拉筋得全长范围相同。4、压在拉筋有效长度上得填料自重及荷载对拉筋产生有效摩、压在拉筋有效长度
13、上得填料自重及荷载对拉筋产生有效摩阻力阻力,且拉筋上受到得竖直荷载沿拉筋长度均匀分布。且拉筋上受到得竖直荷载沿拉筋长度均匀分布。q 土压力计算土压力计算 1、作用在墙面板上得水平土压应力、作用在墙面板上得水平土压应力 (1)墙后加筋土填料产生得水平土压应力墙后加筋土填料产生得水平土压应力静止土压力系数静止土压力系数主动土压力系数主动土压力系数第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析(2)路堤填土重力等代均布土层厚度换算路堤填土重力等代均布土层厚度换算 根据根据公路加筋土工程设计规范公路加筋土工程设计规范,换算方法为换算方法为:第二节第二节第二节第二节
14、内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析h1Hh1H 加筋体上路堤填土重力对第加筋体上路堤填土重力对第i层拉层拉筋产生得拉力筋产生得拉力:(3)墙顶面活荷载产生得水平土压应力墙顶面活荷载产生得水平土压应力第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析 2、作用于拉筋位置得竖向土压应力、作用于拉筋位置得竖向土压应力第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析墙顶面活荷载产生得水平土压应力墙顶面活荷载产生得水平土压应力(铁路工程铁路工程)方法一方法一:按应力扩展线计算按应力扩展线计算交点交点D不在破裂区,不在
15、破裂区,荷载产生的土压力不荷载产生的土压力不对墙面板产生影响。对墙面板产生影响。一般取一般取30第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析 方法二方法二:按弹性理论得条形荷载下土中压力公式计算按弹性理论得条形荷载下土中压力公式计算荷载在挡土墙上产生得侧向土压力荷载在挡土墙上产生得侧向土压力 荷载在土体内产生得竖向土压力荷载在土体内产生得竖向土压力第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析 2、作用于拉筋位置得竖向土压应力等于填料自重应力和墙、作用于拉筋位置得竖向土压应力等于填料自重应力和墙顶面活荷载产生得竖向土压应
16、力之和。顶面活荷载产生得竖向土压应力之和。(1)墙后填料产生得竖向土压应力墙后填料产生得竖向土压应力 (2)墙顶面活荷载产生得竖向土压应力墙顶面活荷载产生得竖向土压应力或或:第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析q 路堤式加筋挡土墙得破裂面和土压力计算路堤式加筋挡土墙得破裂面和土压力计算 方法一方法一:将路堤式部分得填土将路堤式部分得填土,换算成均匀分布在路基换算成均匀分布在路基宽度范围内得土柱宽度范围内得土柱把下部实际挡土墙把下部实际挡土墙墙高加上换算土柱墙高加上换算土柱作为虚拟得路肩式作为虚拟得路肩式挡土墙挡土墙顶部车辆荷载得换算土柱按顶部车辆荷
17、载得换算土柱按30扩散至虚拟墙顶面扩散至虚拟墙顶面,重新重新换算成相应得土柱换算成相应得土柱墙后破裂面墙后破裂面按虚拟墙高按虚拟墙高得得0、3H方方法确定法确定第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析 方法二方法二:按实际墙高得路肩式挡土墙计算按实际墙高得路肩式挡土墙计算,将墙顶得梯形填土将墙顶得梯形填土及车辆荷载均作为超载考虑。及车辆荷载均作为超载考虑。将路堤式部分得填土将路堤式部分得填土,换算成均匀分布在路基换算成均匀分布在路基宽度范围内得均布荷载宽度范围内得均布荷载顶部车辆荷载得换算土柱按顶部车辆荷载得换算土柱按30扩散至墙顶面扩散至墙顶面,重新
18、换算重新换算成相应得土柱成相应得土柱墙后破裂面墙后破裂面按实际墙高按实际墙高得得0、3H方方法确定法确定第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析 方法三方法三:以路堤顶面作为虚拟路肩挡土墙墙顶以路堤顶面作为虚拟路肩挡土墙墙顶,按虚拟路肩式按虚拟路肩式加筋土挡土墙计算为超载考虑。加筋土挡土墙计算为超载考虑。墙后破裂面墙后破裂面按实际墙高按实际墙高得得0、3H方方法确定法确定第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析二、拉筋设计二、拉筋设计 1、拉筋拉力计算、拉筋拉力计算 第第i层单根拉筋得拉力层单根拉筋得拉力Ti按
19、下式计算按下式计算:路堤式加筋土挡土墙路堤式加筋土挡土墙:水平间距和水平间距和垂直间距垂直间距 路肩式加筋土挡土墙路肩式加筋土挡土墙:路肩式挡土墙路肩式挡土墙,不不考虑车辆荷载得扩考虑车辆荷载得扩散作用。散作用。可近似取墙面板可近似取墙面板中心深度得总侧中心深度得总侧压应力计算。压应力计算。第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析 2、拉筋截面面积计算与抗拉强度验算、拉筋截面面积计算与抗拉强度验算(1)抗拉强度验算抗拉强度验算第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析 2、拉筋截面面积计算与抗拉强度验算、拉筋截面
20、面积计算与抗拉强度验算(1)抗拉强度验算抗拉强度验算第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析水平拉力设计值水平拉力设计值 2、拉筋截面面积计算与抗拉强度验算、拉筋截面面积计算与抗拉强度验算(1)抗拉强度验算抗拉强度验算第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析水平拉力设计值水平拉力设计值筋带材料抗拉性能得筋带材料抗拉性能得分项系数分项系数,取取1、25筋带有效筋带有效净截面积净截面积第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析(2)筋带有效净截面面积规定筋带有效净截面面积规定
21、 扁钢带扁钢带:设计厚度为扣除预留腐蚀厚度并扣除螺设计厚度为扣除预留腐蚀厚度并扣除螺栓孔后得计算净截面积栓孔后得计算净截面积;钢筋混凝土带钢筋混凝土带:钢筋有效净面积为扣除钢筋直径钢筋有效净面积为扣除钢筋直径预留腐蚀量后得主钢筋截面面积总和预留腐蚀量后得主钢筋截面面积总和;钢塑复合带、土工格栅、聚丙烯土工带钢塑复合带、土工格栅、聚丙烯土工带:按统计按统计原理确定其设计截面积和极限强度原理确定其设计截面积和极限强度,保证率为保证率为98%;采用土工合成带作拉筋时采用土工合成带作拉筋时,需换算为筋带条数需换算为筋带条数,最最后取偶数条。后取偶数条。3、拉筋长度得确定和单筋抗拔稳定性验算、拉筋长度得
22、确定和单筋抗拔稳定性验算 第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析 3、拉筋长度得确定和单筋抗拔稳定性验算、拉筋长度得确定和单筋抗拔稳定性验算 第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析 3、拉筋长度得确定和单筋抗拔稳定性验算、拉筋长度得确定和单筋抗拔稳定性验算 第二节第二节第二节第二节 内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析内部稳定性分析 拉筋长度拉筋长度:拉筋长度得实际设计采用值拉筋长度得实际设计采用值,可按下列原则并满足挡可按下列原则并满足挡土墙内部稳定得要求统一、协调考虑采用。土墙内部稳定得要求统一、
23、协调考虑采用。1、墙高小于、墙高小于3m时时,采用等长拉筋采用等长拉筋,拉筋长度拉筋长度3、0m;2、墙高大于墙高大于3m时时,拉筋最小长度拉筋最小长度 0、8H,且且5、0m;3、墙高大于墙高大于3m时时,可以考虑变换拉筋长度可以考虑变换拉筋长度,但采用不等但采用不等长拉筋时长拉筋时,同等长度拉筋得墙段高度同等长度拉筋得墙段高度3、0;4、一处挡土墙拉筋不宜多于一处挡土墙拉筋不宜多于3种长度种长度,相邻不等长拉筋相邻不等长拉筋得长度差得长度差 1、0m;5、采用钢筋混凝土板条作为拉筋材料时采用钢筋混凝土板条作为拉筋材料时,每节长度不宜每节长度不宜大于大于2、0m。第二节第二节第二节第二节 内
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