加筋土擋土墻設(shè)計(jì)大賽初賽

加筋土擋土墻設(shè)計(jì)大賽初賽加筋土擋墻在墻后土體內(nèi)埋設(shè)筋帶，使土體與筋帶組成復(fù)合土體共同作用，以增強(qiáng)其自身穩(wěn)定性，能夠彌補(bǔ)土的抗剪強(qiáng)度低和沒(méi)有抗拉加筋土擋墻在墻后土體內(nèi)埋設(shè)筋帶，使土體與筋帶組成復(fù)合土體共同作用，以增強(qiáng)其自身穩(wěn)定性，能夠彌補(bǔ)土的抗剪強(qiáng)度低和沒(méi)有抗拉設(shè)計(jì)原理：利用加筋條與土之間的摩擦和作用在擋墻上的土壓力之間平衡從而實(shí)現(xiàn)擋墻擋土的效果。0.3H法。a）直線型0.3H法。a）直線型b）對(duì)數(shù)螺旋線型c）折線型d）復(fù)合型強(qiáng)度的弱點(diǎn)。需要計(jì)算的幾個(gè)內(nèi)容：一、應(yīng)力計(jì)算應(yīng)力計(jì)算主要是計(jì)算土體的豎向應(yīng)力、橫向應(yīng)力二、配筋計(jì)算主要是確定配筋深度、配筋的長(zhǎng)度和寬度、錨固端的長(zhǎng)度加筋土擋墻的具體破壞模式1）筋帶拉斷引起的破壞，如圖所示；筋帶的抗拉強(qiáng)度驗(yàn)證2）口帶拔出引起的破壞，如圖所示；筋帶的抗拔強(qiáng)度驗(yàn)證3）擋土墻傾覆破壞，如圖所示；整個(gè)墻體的抗傾覆強(qiáng)度驗(yàn)證破裂面的確定現(xiàn)行設(shè)計(jì)理論對(duì)破裂面的類(lèi)型和位置的假定只要有以下四種，即直線型、對(duì)數(shù)螺旋線型、折線型和復(fù)合型。設(shè)計(jì)計(jì)算中破裂面通常選用折線型的口破裂面形式現(xiàn)行加口土相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的0.3H折線法確定破裂面有兩種：《公路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10025-2006）所推薦的確定方法如圖a）所示，破裂面上部H—取墻后2現(xiàn)行加口土相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的0.3H折線法確定破裂面有兩種：《公路路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（TB10025-2006）所推薦的確定方法如圖a）所示，破裂面上部H—取墻后20.3H處的豎直面，下部H—取墻腳與20.3H的連線［16］。水平面成《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD30-2004）的 0.3H折線法豎直部分取在墻后0.3H處，破裂面下部的斜面為和45°+①/2的斜面［in,如圖b）所示。破裂面將墻后的土體分為活動(dòng)區(qū)（非錨固區(qū)）和穩(wěn)定區(qū)（錨固區(qū)）兩部分。a）b）圖0.3H折線法確定破裂面加筋擋土墻的基本假定[18]：[18]：（1）墻面板承受填料產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力，且每塊面板承受各自相應(yīng)范圍內(nèi)的土壓力，并由連接在墻面板上的拉筋的有效摩擦阻力即抗拔力來(lái)平衡；（2）擋土墻內(nèi)部加筋體分為活動(dòng)區(qū)（非錨固區(qū)）和穩(wěn)定區(qū)（錨固區(qū)）破裂面通常按 0.3H折線法來(lái)確定?？拷姘寤顒?dòng)區(qū)內(nèi)的拉筋長(zhǎng)度區(qū)與填料之間的摩擦阻力平衡，在穩(wěn)定區(qū)內(nèi)拉筋長(zhǎng)度（3）拉筋與填料之間摩擦系數(shù)在拉筋全范圍內(nèi)相同；（4）壓在拉筋有效長(zhǎng)度上的填料自重及荷載對(duì)拉筋均可產(chǎn)生有效的摩擦阻力。擋土墻的穩(wěn)定性分析，這兩區(qū)分界面即為土體的破裂面。L為無(wú)效長(zhǎng)度；作用于面板上的土壓力由穩(wěn)定aL為有效長(zhǎng)度；b加筋擋土墻失穩(wěn)破壞主要包括外部失穩(wěn)破壞、內(nèi)部失穩(wěn)破壞。由于加筋土的特性， 外部失穩(wěn)一般在加筋擋土墻不會(huì)發(fā)生，式。內(nèi)部穩(wěn)定性分析包括：拉筋拉力計(jì)算、拉筋強(qiáng)度驗(yàn)證算，以及拉筋長(zhǎng)度（包括錨固長(zhǎng)度的確定，以確保拉筋在最大拉力作用下不被拉斷或拔出?！酢酢酢酢酢酢跬翂毫τ?jì)算主要是內(nèi)部失穩(wěn)破壞是擋墻失穩(wěn)破壞的主要破壞形Lb和非錨固長(zhǎng)度作用在加筋土擋墻面板上的水平土壓力 O,為墻后填料和墻頂荷載產(chǎn)生的水平土壓力hio=0+0]hih1i h2i墻后填料產(chǎn)生的土壓力O與O之和，即hli h2i墻后填土產(chǎn)生的土壓應(yīng)力，其分布曲線如圖所示，根據(jù)下式計(jì)算：o=Xyh（1-1）hli iihhhhh當(dāng)h<6m時(shí)入=X（1--））+入—；i i0 6a6當(dāng)h>6m時(shí)X=X

i ia式中o—填土產(chǎn)生的水平壓應(yīng)力（hliY—填土重度（ KN/m3）；KPa）；h—墻頂填土距第 i層墻面板中心的高度（im）；X—擋土墻內(nèi)深h處的土壓力系數(shù)；iiX—靜止土壓力系數(shù)；0X—主動(dòng)土壓力系數(shù)；a中—填土綜合內(nèi)摩擦角（口□ 口0H—墻頂以上填土高度（ m）；H—墻高與H之和ss圖由填土產(chǎn)生的水平壓應(yīng)力分布DDDDDDt>ifDDNMDDDDDDDS□□iq24 if(Z-l)/'qnDZ=sDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD 不Ax口加 DDDDDDDDDDDDDD$DS□OZ?GT DDDDDDDDDDDDDDD^DDNM DDDDDDDDDDDDDD?DD'3IXDDNM DDDDDDDDDDDD?DD'DDNM DDDDDDDDDDDDDD?DDJDD，(Xll[ IX IX I(9-1)SS^(9-D(3+'3)N=IDDDDDD^' DDDDDDDDDDDDDD.DDDD、:. DDDDDDDDDDD". DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDXDD./ DDD€-€DDDDtn DDDDDDDDDDDDDD1A?哈￥ DDDDDDDDDDDDDDDD?DD'qDD7A 24'ODDODDODDDDDDODDODDODDODDODDODDODDDDDDD'DD/-'DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD'd dddddddddddddddddddddddddddDDDDDDDDDDD

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(€-1)D+Q=DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD0口加 DDDDDDDD/0口加 DDDDDDDDD”口加 DDDDDDDDDDDD^憶qDD^dM DDDDDDDDDDDD'qDD! ! 0 ! !豆 乳 c(/+q)c〃?n◎(S-l)[—--0 +—o ?—--? 1-0—=qqi+q(i+o)h“q以口⑼] DDDDODDODDODDODDODDDDDDODDODDODDODDDDDDDDDDDD

L—拉筋有效錨固長(zhǎng)度（ m）；bif—拉筋與填料之間的摩擦系數(shù)，根據(jù)抗拔試驗(yàn)確定；當(dāng)沒(méi)有試驗(yàn)據(jù)時(shí)，可采用 0.3~0.4。拉筋長(zhǎng)度的確定拉筋總長(zhǎng)度包括無(wú)效長(zhǎng)度L（非錨固長(zhǎng)度）和有效長(zhǎng)度拉筋總長(zhǎng)度包括無(wú)效長(zhǎng)度L（非錨固長(zhǎng)度）和有效長(zhǎng)度a。設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)0.3H折線法來(lái)確定拉筋的長(zhǎng)度。拉筋的無(wú)效長(zhǎng)度當(dāng)h拉筋的無(wú)效長(zhǎng)度當(dāng)h>H時(shí)L=0.6(H—h)(1-8)ai拉筋有效長(zhǎng)度Lbi拉筋有效長(zhǎng)度LbiT——i一11-9)2oafvi拉筋總長(zhǎng)度=L拉筋總長(zhǎng)度=Lai+Lb.D1-1伽拉筋抗拔穩(wěn)定性驗(yàn)算對(duì)于路肩墻，計(jì)算拉筋的抗拔穩(wěn)定性時(shí)，拉筋錨固區(qū)和非錨固區(qū)的分界采用的抗拔穩(wěn)定性包括全墻和單板的抗拔穩(wěn)定性。墻頂?shù)暮奢d在一定填土深度處，0.3H分界線，如圖所示。拉筋既有水平作用力， 也有豎向作用力，兩者對(duì)拉筋的抗拔穩(wěn)定性效果正好相反。對(duì)于路肩墻，計(jì)算拉筋的抗拔穩(wěn)定性時(shí)，拉筋錨固區(qū)和非錨固區(qū)的分界采用的抗拔穩(wěn)定性包括全墻和單板的抗拔穩(wěn)定性。墻頂?shù)暮奢d在一定填土深度處，0.3H分界線，如圖所示。拉筋既有水平作用力， 也有豎向作用力，兩者對(duì)拉筋的抗拔穩(wěn)定性效果正好相反。因此，計(jì)算拉筋抗拔穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)包括有荷載和無(wú)荷載兩種情況。單板抗口穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于 2.0,困難時(shí)可適當(dāng)減小，但不得小于 1.5。拉筋抗拔穩(wěn)定性由拉筋抗拔穩(wěn)定系數(shù) K來(lái)評(píng)價(jià)，其值計(jì)算式如下：S￡S全墻抗拔穩(wěn)定系數(shù) K=-f>2.011-11）s￡E?二,xiS單板抗拔穩(wěn)定系數(shù) K=i>2.011-12）siExi拉筋抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算在拉筋抗拉強(qiáng)度檢算時(shí)，應(yīng)滿足拉筋最大拉力T不大于拉筋抗拉強(qiáng)度，拉筋拉應(yīng)力不大于拉筋容許拉應(yīng)imax在拉筋抗拉強(qiáng)度檢算時(shí)，應(yīng)滿足拉筋最大拉力力。T拉筋容許抗拉強(qiáng)度=一>T11-1田拉筋容許抗拉強(qiáng)度F imaxi拉筋拉應(yīng)力<拉筋拉應(yīng)力<K[o][1-14)式中T—拉筋極限抗拉強(qiáng)度（ KN）；F—拉筋考慮鋪設(shè)時(shí)機(jī)械損傷、材料蠕變、化學(xué)及生物破壞等因素時(shí)的i影響系數(shù)；此處可取最大值5.0；T—各分墻段拉筋層的最大拉力（imaxKN）；O—拉筋拉應(yīng)力（KPa）；mm2）；A—扣除預(yù)留銹蝕量后的各分墻段拉筋截面面積（iK—拉筋容許應(yīng)力提高系數(shù)；[O]—拉筋容許拉應(yīng)力（KPa）。墻面板內(nèi)力計(jì)算在墻面板內(nèi)力檢算時(shí)，視板內(nèi)側(cè)土壓力強(qiáng)度為均布荷載q，墻面板為簡(jiǎn)支梁或懸臂梁，進(jìn)行豎向軸心受壓、i橫向和豎向截面彎口和剪力檢算，然后根據(jù)求解的內(nèi)力情況進(jìn)行配筋計(jì)算。換算均布荷載根據(jù)《公路口混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》TB10002.3-2005）,,當(dāng)墻面板的長(zhǎng)邊與短邊之比大于或等于2時(shí)，按短邊為跨度計(jì)算板的內(nèi)力，否則應(yīng)按雙向板計(jì)算。按下式將面板內(nèi)側(cè)土壓力換算成均布荷載：TT

=0.75 (SSXy1-15)式中T—面板內(nèi)側(cè)土壓力（iKN)；S—拉筋水平方向間距（Xm)；S—拉筋豎直方向間距（ym)。軸心受壓[O][O]口

c彎矩和剪力假設(shè)面板在中心位置連接一根拉筋，板的跨度為l,把面板視為拉筋連接處固定的懸臂梁，計(jì)算截面彎口和剪力。彎矩和剪力的最大值均發(fā)生面板中間截面，分別為ql假設(shè)面板在中心位置連接一根拉筋，板的跨度為l,把面板視為拉筋連接處固定的懸臂梁，計(jì)算截面彎口和剪力。彎矩和剪力的最大值均發(fā)生面板中間截面，分別為ql2-43-4所示。如果一個(gè)面板連接多根拉筋，則依實(shí)際情況計(jì)算面板內(nèi)力。a）均布荷載b）彎口圖c）剪力圖圖面板受力圖面板計(jì)算截面彎拉應(yīng)力T應(yīng)分別滿足式（面板計(jì)算截面彎拉應(yīng)力T應(yīng)分別滿足式（1-16）、（1-17）的條件。Mo= <K[o][1-16)biA biDDDDDDDDDDDDDDDDDDNM□□□□□□□□□□□□□ad]DDNMDDNM□□□□□□nonoononna]DDNMDDNMXDDDDDDDDDDDDDDD目工DDD61-1Donum--0HlUDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD/oDDDDDDDDDRDDNMDDNMDDNMxffEiDDDDDDDDDD，DDNMDDNMDDNMxffEiDDDDDDDDDD，JXD-D：DDDDDDDDDDDDDJ]DDDDDDDDDDDDDDtV^D€-I□D€-I□DDDDDDDDDDDDDDDDDDX口口□81-1□[N]<~□81-1□[N]<~oRue1?nH+［加即?（3-3工）+DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD□□□□□□□DDDDDDDDDD[1]nDDDDDDDDDDD[d]DDDDDDDDDDDDDDDcUlDDDDDDDDDyDDNMDDDDDDDDDD5DDDDDDDDDDJVDD-VDZl-lD[1]^>-=1

傾覆穩(wěn)定性同樣，加筋土擋墻在計(jì)算傾覆穩(wěn)定性時(shí)，將加筋體視為實(shí)體墻，其橫向?qū)挾葧?huì)很大。因此，加筋土擋墻一般不會(huì)發(fā)生傾覆破壞。必要檢算時(shí)，傾覆穩(wěn)定性由傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)K般不會(huì)發(fā)生傾覆破壞。必要檢算時(shí)，傾覆穩(wěn)定性由傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)K0來(lái)衡量，其值一般會(huì)遠(yuǎn)大于心。K0按下式計(jì)算：￡M=V~~（1-20）乙M0式中K。—抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)；公路規(guī)范規(guī)定不應(yīng)小于1.3；￡M—穩(wěn)