【毕业设计】公路挡土墙设计毕业设计 ㊣ 精品文档 值得下载

浆砌片石砌筑，缺乏石料地区有时可用混凝土预制块作为砌体，也可直接用混凝土浇筑，般不配钢筋，或只在局部范围配置少量钢筋，这种挡土墙形式简单，施工方便，可就地取材，适用性强，因而应用广泛。

由已知设计资料和工程地质条件，所设的重力式挡土墙墙高米，顶宽米，底宽米，选择浆砌块石砌筑，墙背垂直，如图所示。

图重力式挡土墙的截面尺寸图土压力计算墙体自重根据拟建挡土墙的条件浆砌块石，查得墙背摩擦角为，此处取，墙后填土倾斜，则查表可知主动土压力系数，墙后填土选择为黄土，容重为，取为。

所以土压力的竖向分力土压力的水平分力抗滑移稳定性验算安全抗倾覆稳定性验算求出作用在挡土墙上诸力对墙趾点的力臂自重的力臂将挡墙的截面分为个矩形和个三角形分别计算自重如图所示，得各自力臂的力臂的力臂应用公式可得抗倾覆稳定安全系数安全地基承载力验算作用在基础底面上总的竖向力合力作用点与墙前趾点的距离偏心距④基底边缘力要求满足下列公式由于基底为碎石土，密实状态下，基底的承载力所以基底平均应力及最大压力均满足要求。

最终确定挡土墙的尺寸顶宽，底宽。

扶壁式挡土墙的设计扶壁式挡土墙的设计内容主要包括墙身构造设计墙身截面尺寸的拟定，墙身稳定性和基底应力及合力偏心距验算墙身配筋设计和裂缝开展宽度等。

墙身构造设计扶壁式挡土墙墙高不宜超过，般在左右，段长度不宜大于，扶肋间距应根据经济性要求确定，般为墙高，每段中宜设置三个或三个以上的扶肋，扶肋厚度般为扶肋间距的，但不应该小于。

采用随高度逐渐向后加厚的变截面，也可以采用等厚式，以便于施工。

墙面板宽度和墙底板的厚度与扶肋间距成正比，墙面板顶宽不得小于，可采用等厚的垂直面板。

墙踵板宽般为墙高的，且不小于。

墙趾板宽宜为墙高的，墙底板板端厚度不小于。

如图所示。

截面尺寸拟定根据建筑边坡工程技术规范及工程地质条件，此扶壁式挡土墙墙高拟定为，分段长度为，扶肋间距，扶肋宽度。

墙面板顶宽，为了利于施工，采用等厚垂直面板，墙底板板端厚度，墙踵板宽度。

≧≧图扶壁式挡土墙构造单位平面图横断面图土压力的计算图主动土压力计算图其中，，。

如图所示，扶壁式挡土墙墙背垂直，为开挖后的土坡坡面，作为第破裂面，与垂直方向的夹角为度，即为破裂棱体。

这个棱体作用着三个力，即破裂棱体的自重，主动土压力的反力，破裂面的反力。

其中的方向与墙背成角，由工程地质条件所给得，且偏于阻止棱体下滑的方向。

的方向与破裂面法线成角，同样偏于阻止棱体下滑的方向。

由于棱体处于平衡状态，因此力的三角形闭合。

从力的三角形中可得式中根据前面计算得的稳定坡角，此处的挡墙后填土坡度拟定为度，填土的重度为，则其中。

，所以，算得。

主动土压力反力。

墙面板设计计算计算模型与计算荷载墙面板计算通常取扶肋中到扶肋中或跨中到跨中的段为计算单元，视为固支于扶肋及墙踵板上的三向固支板，属于超静定结构，般作简化近似计算。

计算时，将其沿墙高或墙长划分为若干单位宽度的水平板条与竖向板条，假设每个单位条上作用均布荷载，其大小为该条单位位置处的平均值，近似按支承于扶肋的连续板来计算水平板条的弯矩和剪力，按固支于墙底板上的刚架梁来计算竖向板条的弯矩。

墙面板的荷载仅考虑墙后主动土压力的水平分力，而墙自重土压力竖向分力及被动土压力等均不考虑。

其中土压应力为图墙面板简化土应压力图水平内力根据墙面板计算模型，水平内力计算简图如图所示。

各内力分别为支点负弯矩支点剪力跨中正弯矩边跨自由端弯矩其中，为扶肋间净距中文对照翻译孔隙水压力作用下土坡的极限分析摘要极限平衡法般用于土坡的稳定性分析。

然而，众所周知的是，从极限分析法中获得的解是不严密的，因为它既不满足静态的允许条件，又不满足动态的允许条件。

极限分析法充分利用了塑性体的上下边界原理，在求真实解中提供了个相对简单但又严密的边界。

在这篇文章中，三点确定的三角形三边有限元法被利用与构造在下边界分析中的静态允许应力场和上边界分析中的速度场。

通过假设三角形顶点的线变量和元素变量，真实解应该是个线形的约束问题。

在静态和动态的条件都满足的基础上，真实解应该处在上下边界所得的解之间。

在有限元公式中，要考虑包括了孔隙压力的影响，以便使饱和土坡的有效应力分析可以得出。

作者对从不同地下水形式下简单土坡的极限分析所得的结果与极限平衡法中所得的结果作了比较。

概述稳定性和变形问题在全球技术工程领域是个边界值问题。

微分方程必须用给定的边界条件来解决。

通过解决由平衡协调条件以及沙土的本构关系推出的微分方程，从而得到边界条件下的解。

按照传统的说法，在土力学中，弹性理论是用来建立变形微分方程的，就象塑性理论是用来建立稳定性问题的微分方程样。

为了获得这个解，荷载由小到大变化，直到足够大引起部分土体的滑坡。

作为土体破坏的力学行为，完整的弹塑性分析以为是个可能的方法。

然而，这样个弹塑性分析方法很少应用于实际问题当中，因为他的计算机太过复杂。

站在实践的立场上，稳定性的最基本关注点应该是土体破坏条件。

因此，真实解应该是通过关注即将发生的破坏条件的个简单的方法中得来。

自然土坡填方土坡和挖方土坡的稳定性问题是土木工程领域碰到的最常见的问题。

求解通常建立在滑移线方法上，极限平衡方法或极限分析法的基础上。

由于它的简单，在实践中，极限平衡法是最被广泛使用的。

极限平衡法大部分建立在分块理论的基础上，在这种理论中，假设有个破坏的滑动面，而且在此之上的土体被划分为若干垂直土条，整个静态平衡条件下假设的失稳表面是被确定的，个临界的滑动破裂面必须要找到，因为它的安全因数最小。

在极限平衡法的发展过程中，要努力去做的是怎么降低通过内力假设的不确定性。

但是，没有种解的得来是建立在这样的极限分析法的基础上，甚至在严格的力学意义上讲，它都不算个严密的解。

在极限平衡法中，平衡方程并不是对土体的每点都适用的。

另外，在典型的假定滑动面方法中，流动法则是不满足的，同样，协调性条件和破坏前的本构关系也是不满足的。

极限分析法充分利用了边界理论，得出了相对应用于上下边界的两个严密的解。

极限分析法在以下两种意义上是严密的，是土体在外加荷载作用下的平衡，下边界解所对应的应力场二是与外加位移相协调，上边界所对应的速度场。

就简单而言，下边界荷载作用下，滑动不会发生，但是如果下边界受到外加荷载的作用，则滑动可能立即发生。

同样，在上边界作用外加荷载，滑坡也会立即发生。

通过寻找下边界的最大可能解和上边界的最小可能解，真实解存在于他们之间的范围内。

对于土坡稳定性问题，给定土体的性质或几何尺寸的基础上，知道土坡发生滑动的临界高度和发生部分滑坡的临界荷载才能得出解来。

在过去，对于土坡稳定性的应用，大多数研究工作都集中在上边界法上，这是因为通过求解下边界适合静态允许应力场方程的解是项很困难的任务。

大多数先前的工作都基于总应力之上。

对于有效应力的分析，考虑孔隙水压力的作用是很有必要的。

在极限平衡法中，孔隙水压力是通过限定个地下水表面和个可能的流动网或者通过个孔隙水压力比率模拟地下水条件推测出来的。

相似的方法可以用于明确说明孔隙水压力作用下的极限分析。

在大量的实践中，孔隙水压力的影响被看作集中考虑在土坡稳定性问题的上边界解上。

和两人实验出了两种力学破坏类型刚体旋转刚体旋转和持续变形相结合。

孔隙水压力被假定成流体静力学下的个抛物线型的自由水表面，尽管他们的研究得出了正确的答案，但是，从物理学上解释他们的研究，在能量消散上是有争议的。

在他们的理论中，孔隙水压力被看作是内力，在给定的滑坡机理下，它对降低内部能量消散是有影响的。

孔隙水压力也可以看作是种外力。

在的研究中，假设刚体是沿着螺旋线破坏的。

孔隙水压力被考虑用孔隙水压力比来表示这里，是孔隙水压力是沙土的比重是土体表面以下的深度。

它表示孔隙水压力在内部摩擦力等于零时的分析没有影响，这就证实了用总应力分析时。

在另项研究中，除了用不同形状的破裂面结合分块分析法时，秉承了相同的方法。

当这种努力结合孔隙水压力作用在土坡上边界的影响中，作者没有意识到就有效应力而言有任何的下边界极限分析要做。

这可能因为在考虑孔隙水压力的情况下，构造静态允许应力场的难度增大。

这篇文章的目的有两个就有效应力而言，为土坡在孔隙水压力作用下的极限分析提出了个有限元的公式通过比较的上下边界解来核实土坡稳定性分析方法在被简化的极限平衡法所得的解与简单坡中不考虑孔隙水压力作用，上下边界所得的解相比较。

在这篇文章中，在平面应变条件下，上下边界的极限分析是要考虑孔隙水压力影响的。

和在考虑了上边界和下边界的情况下，利用了三点构成的三边线性代数的方法将孔隙水压力计算出来的。

为了模仿应力场和速度场，由三点组成的三边线性元素就要被利用。

公认的力学理论包括刚体的转动和持续变形。

就分点的应力和孔隙水压力或者速度而言，用平衡方程协调条件流动法则屈服准则边界条件的线性代数等式来表达，那么，求解最佳上下边界是在几个简单土坡的构造和地下水形式下被考虑的，解是以诺莫图的形式给出。

孔隙水压力作用下的极限分析极限分析用了屈服准则和应力应变关系土体在流动法则下假设成个理想的塑性体。

在这个理想的塑性体假设表明了可能的应力状态形式这里，是应变函数，是有效应力张量。

通过假设应变函数配合塑性体潜在的应变函数，用伴随的流动法则来定义塑性体应变率，塑性应变率可以从中得出这里，是非负的塑性比值，也就是当发生塑性变形时的正直。

等式通常被认为是常态条件，就表面当量而言，塑性应变率的方向关系是垂直的。

理想的塑性体伴随着流动法则是个合理的假设，如果考虑荷载下伴随非常大的位移。

另外，理论研究表明，不管有没有流动法则的存在，当土体没有受到严重的受压，土坡的坍塌荷载是很不敏感的。

内部作用法则上边界和下边界原理都建立在内部作用原则的基础上，在发生坍塌前，给定了假设的