等效内摩擦角在挡土墙设计中的应用.pdfVIP

第31卷 第24期 山 西 建 筑 V01．31NO．24 2005年 12月 SHANXI ARCHITE( URE Dec． 2005 ·121 · 文章编号：1009．6825l2005)24．0121．02 等效 内摩擦角在挡土墙设计 中的应用 王 重 军 摘 要：解释了等效内摩擦角的概念，着重介绍了等效内摩擦角的计算方法，结合实际阐述了在挡土墙设计中等效内摩 擦角的应用，从而保证挡土墙的设计质量以及安全性。 关键词：等效内摩擦角，挡土墙，土压力 中图分类号：TU476．4 文献标识码 ：A 在国内建(构)筑物的倒塌事故中，挡土墙 占有相当的比例， 土的内聚力c已知的条件下，等效内摩擦角 为 ： 分析其原因，除与施工质量差有关外 ，还与挡土墙的设计失误有 r=atgcp+C与r=atg~pd，这两方程所示直线的交点与原点 密切的关系。挡土墙的形式较多，设计计算相当复杂，在计算前， 连线的夹角，由式(1)可以看出等效 内摩擦角不仅与土的内摩擦 必须首先确定合理的断面形式以及墙背填料的内摩擦角 、内聚 角和内聚力有关 ，还与土的容重以及挡土墙的高度有关。 力C、填料与墙背的摩擦角 等参数，挡土墙形式的选择以及相关 2 根据朗肯总土压力相等条件求等效内摩擦角 参数的取值不当将直接导致设计失误。 根据朗肯(RanKine)主动土压力理论： 在挡土墙的设计中通常采用库仑 (Coulomb)理论，这种理论 适用于墙背为砂性土，即内聚力 (C)为零 ；在实际工程中，挡土墙 砂性土主动土压力为： =寺yH 墙背的填料一般都是就地取材，且大部分是粘性材料，就本地区 其中，y为挡土墙后土体容重；H为挡土墙高度； 为主动 而言多为粘性土、粉质粘土等，不能直接采用库仑公式计算挡土 土压力系数 ，Ka=tg2(45一 ／2) 墙墙背所受的土压力 ，为了考虑粘性土内聚力对土压力数值的影 土压力作用点作用在距挡土墙底 H／3处。 响，引入等效内摩擦角概念： 粘性土主动土压力为： =1yH2 一2c + ％ +A 其中，为墙背填料的内摩擦角；△ 为将内聚力折算成为内 或Ea=寺(H—Zo)(yFH(一2c√K) 摩擦角的增量。 Z0 2c 。 在挡土墙设计中，对于粘性土，工程上一般取 ％=35。来进行 y~／K 计算，事实上，等效内摩擦角是随挡土墙高度的增大而减少的，如 式中：y——挡土墙后土体容重； 果不考虑这种影响，对于高挡土墙 的设计是偏于不安全的，而对 H．一 挡土墙高度； 于普通的低挡土墙的设计又是偏于保守的，现在给出三种等效内 — — 主动土压力系数， =tg2(45一 ／2)； 摩擦角的算法： c——土的内聚力 ； 1根据土体抗剪强度相等条件来求等效内摩擦角 z——粘性土土压力为0处至土体表面的高度。 根据库仑定律： 土压力作用点作用在距挡土墙底(H—z0)／3处。 对给定高度为 H 的挡土墙 ，当土的内聚力 C和土的容重已 1)砂性土抗剪强度 (r)为 ：