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挡土墙设计与施工
请保留作者简介:
1).王文河(1964―),男,山东蓬莱市人,工程师,从事土建设计研究。
2).杨玉鹏(1962―),男,黑龙江呼兰人,工程师,从事土建设计研究。

(【摘要】,称为主动土压力Ea(见图b)。
(3)被动土压力
当墙在外力作用下向着填土方向移动或转动时(如桥台),墙后土体受到挤压,有向墙后移动的趋势。为阻止其向后滑移,土体内剪应力反向增加,作用在墙背上的土压力增大。直到墙的移动量足够大时,滑动面上的剪应力又等于抗剪强度,墙后土体达到被动极限状态,土体发生向上滑动,滑动面为曲面AC,这时作用在墙上的土抗力达到最大值,称为被动土压力Ep(见图C)。
土压力的计算理论主要有古典的郎肯(Rankine,1857)理论和库伦(Coulomb,1776)理论。经多年总结实践,结果表明:在相同条件下,主动土压力小于静止土压力,而静止土压力又小于被动土压力,Ea< E0< Ep。
1)、郎肯主动土压力和被动土压力计算公式:

2)、库伦主动土压力和被动土压力计算公式:

可见,当墙后填土有水时,土压力部分将减少(E’a1+2 Ea),而且水位越高,总压力越大。所以,为保证挡土墙的安全,设计时应考虑墙后的排水。
【例5-2】钢筋砼挡土墙,,墙后填土表面水平,上有均布标准荷载Pk=10kN/m2,填土的标准重度Υt=17 kN/m2,内摩擦角φ=30°,墙背垂直光滑,试进行墙体倾覆稳定验算。

【解】
1)、土压力计算(采用郎肯公式)
Ka=tan2(45°―φ/2)=tan2(45°―30°/2)=
地面活荷载Pk的作用,采用换算土柱高H0=Pk/Υt,地面处水平压力,qa=Υt H0 Ka=17X10/17X1/3= kN/m2,悬臂底B点水平压力
qb=Υt(10/17+3)= kN/m2
底板底C点水平压力
qc=Υt(10/17+3+)= kN/m2
土压力合力
Ea1=qaH== kN/m,zf1==
Ea2=(qc―qa)H=(―)=,
zf2=1/=
2)、竖向荷载计算
(1)立板自重(钢筋混凝土标准重度Υc=25 kN/m3)
G1k=(+)/2X3X25=15 kN/m,x1=(算式略)
(2)底板自重
G2k=(算式略),x2=(算式略)
(3)填土重
G3k==,x3=+=
(4)地面均布荷载总重
G4k==16kN/m,x4=
3)、抗倾覆稳定
稳定力矩
M2k=G1kx1+ G2kx2+ G3kx3+ G4kx4
=+