《路基路面工程》 课件 张军辉 第3、4章 路基边坡稳定性分析、路基防护与支挡结构设计

第三章路基边坡稳定性分析1路基边坡稳定性分析核心内容概述直线滑动面的边坡稳定性分析折线滑动面的边坡稳定性分析曲线滑动面的边坡稳定性分析软土地基的路堤稳定性分析浸水路堤稳定性分析路基边坡抗震稳定性分析路基稳定性分析方法选择与参数确定21、边坡种类：天然边坡、人工边坡。边坡：具有倾斜坡面的岩土体。土坡：具有倾斜坡面的土体。一、概述3天然边坡：江、河、湖、海岸坡山、岭、丘、岗、天然坡一、概述4人工边坡：挖方：沟、渠、坑、池填方：堤、坝、路基、堆料露天矿一、概述小浪底土石坝52、什么是滑坡?

边坡丧失其原有稳定性，一部分土体相对与另一部分土体滑动的现象称滑坡。土坡滑坡前征兆：坡顶下沉并出现裂缝，坡脚隆起。一、概述6一、概述7一、概述-内部原因（1）土质：各种土质的抗剪强度、抗水能力是不一样的，如钙质或石膏质胶结的土、湿陷性黄土等，遇水后软化，使原来的强度降低很多。（2）土层结构：如在斜坡上堆有较厚的土层，特别是当下伏土层(或岩层)不透水时，容易在交界上发生滑动。（3）边坡形状：突肚形的斜坡由于重力作用，比上陡下缓的凹形坡易于下滑；由于粘性土有粘聚力，当土坡不高时尚可直立，但随时间和气候的变化，也会逐渐塌落。◆3、路基失稳的原因：8一、概述-外部原因（1）降水或地下水的作用：持续的降雨或地下水渗入土层中，使土中含水量增高，土中易溶盐溶解，土质变软，强度降低；还可使土的重度增加，以及孔隙水压力的产生，使土体作用有动、静水压力，促使土体失稳，故设计斜坡应针对这些原因，采用相应的排水措施。（2）振动的作用：如地震的反复作用下，砂土极易发生液化；粘性土，振动时易使土的结构破坏，从而降低土的抗剪强度；车辆运动、施工打桩或爆破，由于振动也可使邻近土坡变形或失稳等。（3）人为影响：由于人类不合理地开挖，特别是开挖坡脚；或开挖基坑、沟渠、道路边坡时将弃土堆在坡顶附近；在斜坡上建房或堆放重物时，都可引起斜坡变形破坏。◆3、路基失稳的原因：9根本原因:边坡中土体内部某个面上的剪应力达到了它的抗剪强度。具体原因：（1）滑面上的剪应力增加；（2）滑面上的抗剪强度减小。◆3、路基失稳的原因：一、概述10一、概述实例分析：水泥稳定粒料表面出现纵向开裂，开挖后发现路基没有开裂11一、概述（1）稳定系数K稳定系数Κ是抗滑力R除以下滑力T：（2）稳定系数K的要求Κ=1时，表示下滑力与抗滑力相等，边坡处于极限平衡状态；Κ<1时，边坡不稳定；Κ>1时，边坡稳定。工程上一般规定采用Κ≥1.15~1.45，作为路基边坡稳定性分析的界限值。12一、概述汽车荷载的当量换算◆（3）边坡稳定性分析的计算参数图3-113一、概述（4）参数选用14直线曲线折线工程地质法（比拟法）力学分析法图解法◆（5）土坡稳定性分析方法分类1）按失稳土体的滑动面特征划分：2）稳定性分析计算方法：一、概述节尾15

直线法适用于砂土和砂性土（两者合称砂类土），土的抗力以内摩擦力为主，粘聚力甚小。边坡破坏时，破裂面近似平面。图3-2

直线滑动面示意图a)高路堤b)深路堑c)陡坡路堤◆1、适用范围二、直线滑动面的边坡稳定性分析16◆2、试算法式中：ω——滑动面的倾角；

f——摩擦系数，f=tanφ；

L——滑动面AD的长度；

N——滑动面的法向分力；

T——滑动面的切向分力；

c——滑动面上的粘聚力；

Q——滑动体的重力。方法：假定ω，计算K与ω的关系。图3-4K与ω的关系曲线示意图

图3-3直线滑动面上的力系示意图

二、直线滑动面的边坡稳定性分析17(3-15)图3-5直线滑动面上的计算示意图

◆3、解析法边坡稳定系数最小值：式中：跳过最小系数的推导过程二、直线滑动面的边坡稳定性分析18二、直线滑动面的边坡稳定性分析4、折线滑动面-不平衡推力法基本原理：当滑动面为基底的多个坡度的折线倾斜面时，可按折线滑动面考虑，将滑动面上土体按折线段划分成若干条块，自上而下分别计算各土体的剩余下滑力（=下滑力-抗滑力），根据最后一块土体的剩余下滑力的正负值确定整个路堤的整体稳定性。基本假定：（1）危险滑动面的位置、形状已知，由一组倾角已知的线段构成；（2）沿折线折点将滑动土体划分出的各个土条具有竖直边界；（3）当前i-1个土条的总体抗滑力不足时，第i土条与i-1土条的竖直边界上受到i-1土条传递来的剩余下滑力Ei-1，作用方向与水平线夹角为αi-1，倾斜向下，如果前i-1个土条的总体抗滑力足够，则Ei-1=0。194、折线滑动面-不平衡推力法界面抗力界面抗力(3-17)平衡条件(3-16)二、直线滑动面的边坡稳定性分析20三、折线滑动面的边坡稳定性分析4、折线滑动面-不平衡推力法由3-16（1）式得到由3-16（2）式得到再将抗力计算式3-17的Ri代入上式，得到：再将Ni代入上式：考虑安全系数K，则可得下式214、折线滑动面-不平衡推力法如果考虑安全系数，将所有的抗滑力项除以Fs，得不平衡推力法:ci,tanφi(3-19)其中(式3-19)三、折线滑动面的边坡稳定性分析225、折线滑动面-传递系数法滑坡地段的路基稳定性验算采用传递系数法。先列出平衡方程如式3-16。再用代替三、折线滑动面的边坡稳定性分析236、传递系数法的稳定系数K取值要求三、折线滑动面的边坡稳定性分析24四、曲线滑动面的边坡稳定性分析1、概述1）简化假定①圆弧滑动面假定及其圆心的辅助线法；②条分法简化；③刚体假定；④确定性分析方法。四、曲线滑动面的边坡稳定性分析1、概述2）基本假定①假定边坡的岩土体坡坏是由于边坡内产生了滑动面；②认为平衡状态只在滑动面上达到，滑动时成整体下滑；③假设滑动面已知。26②均质粘性土：光滑曲面（圆柱面/圆弧）

③非均质的多层土或含软弱夹层的土坡:复合滑动面1、概述3）滑动面的形状①无粘性土:平面四、曲线滑动面的边坡稳定性分析271）4.5H法计算之前需要先用圆心辅助线法确定滑动圆弧的圆心位置。--4.5H法◆2、瑞典圆弧滑动条分法圆心确定（a）

4.5H线法确定圆心位置图示4.5H法

示意图1—K值曲线2—圆心辅助线3—最危险滑动面四、曲线滑动面的边坡稳定性分析282、瑞典圆弧滑动条分法圆心确定2）β1和β2

的确定坡率1：m坡度αβ1β21：0.5063°26′05″29°46′14″40°38′24″1：0.7553°07′48″28°47′03″38°47′27″1：1.0045°00′00″27°59′56″37°12′08″1：1.2538°39′35″27°22′24″36°10′40″1：1.5033°41′24″26°52′19″35°37′54″1：1.7529°44′41″26°27′59″35°24′22″1：2.0026°03′54″26°08′05″35°22′26″1：2.2523°57′44″25°51′35″35°27′10″1：2.5021°48′05″25°37′46″35°35′32″1：3.0018°26′05″25°16′00″35°56′36″1：4.0014°02′10″24°47′10″36°38′52″1：5.0011°08′35″24°29′06″37°13′13″辅助线的作图角值表四、曲线滑动面的边坡稳定性分析292、瑞典圆弧滑动条分法圆心确定3）其他辅助方法和36°线法36°线法确定圆心位置图示四、曲线滑动面的边坡稳定性分析303、基于条分的极限平衡法原理极限平衡法是岩土力学中，依据一定的屈服标准（如：剪切破坏理论）和关联流动法则（塑性变形），分析岩土材料稳定性极限状态的一类分析方法。圆弧滑动极限平衡法指在给定圆弧滑动面后，以条分滑动土体为基础，通过分析滑动土体的刚体力与力矩平衡，以库伦强度理论为基础，检验滑动面上抗滑力（矩）与滑动力（矩）间关系的分析方法。

四、曲线滑动面的边坡稳定性分析313、基于条分的极限平衡法原理1）条分后土条i上的作用力

四、曲线滑动面的边坡稳定性分析323、基于条分的极限平衡法原理2）土条i上的作用力

的基本要求（符合力多边形）图3-10四、曲线滑动面的边坡稳定性分析333、基于条分的极限平衡法原理3）条分法的种类（1）瑞典法：不考虑条间力的相互作用，土条间的合力Si和Si+1平行于滑动面；（2）毕肖普法（Bishop）：假定n-1个Xi值，简化毕肖普法则更简单地假定所有Xi=0；（3）斯宾塞（Spencer）法；摩根斯坦—普赖斯法

(Morgenstem—Price）；沙尔玛法（Sarma）：假定条间力为一分布函数；（4）简布(Janbu）：假定条间力合力的作用点位置，由此提出普遍条分法。四、曲线滑动面的边坡稳定性分析341）假定土坡稳定属平面应变问题2）假定滑裂面为圆柱面和弧面上的滑动土体视为刚体3）定义安全系数；所有力矩都以圆心O为矩心4）采用条分法进行计算OrWiHiViHi+1Vi+1◆4、瑞典圆弧滑动法假设（WolmarFellenius法）四、曲线滑动面的边坡稳定性分析35①假设（静定条件）各土条间的合力

Si，Si+1平行于滑动面，并且相等（Si=Si+1)，和由于条间无作用力。WiHiViHi+1Vi+1SiSi+1②建立土条垂直于滑动面的静力平衡方程得◆5、瑞典圆弧滑动法平衡公式可得：四、曲线滑动面的边坡稳定性分析36①滑动力矩

②抗滑力矩

代入6、建立力矩平衡方程③力矩平衡：四、曲线滑动面的边坡稳定性分析377

条

分

法

计

算

步

骤圆心O，半径R分条编号列表计算

Wibi

i变化圆心O和半径RFs最小ENDAORCaibBn

i

321四、曲线滑动面的边坡稳定性分析跳过条分法算例38◆8、存在问题1）简便法在力学上的矛盾（计算假定引起）si-1sisisi+12）相临土条的si不相等四、曲线滑动面的边坡稳定性分析39◆9、简化的Bishop法（1955）①建立土条侧面力平衡方程，土条i：△Hi＝Hi＋1－Hi

因四、曲线滑动面的边坡稳定性分析40假定1）：假定相邻土条之间侧壁作用力的力矩相互抵消

②建立滑动体整体力矩平衡方程：

代入Bishop法的一般式则△Hi＝0得到Bishop法简化式因H1=0四、曲线滑动面的边坡稳定性分析41通常迭代3~4次就可满足精度要求③迭代法求Ks假定Ks＝1.0计算mθiKs′Ks′是否Ks′=KsBISHOP算例四、曲线滑动面的边坡稳定性分析42◆10、极限平衡法的综合比较方法名称滑动面形状假设条间力假定平衡条件选取瑞典圆弧法圆弧条间力和土条底面平行土条底面法线方向静力平衡和整体对圆心力矩平衡简化Bishop法圆弧条间力方向水平（条间力倾角ɑ=0）垂直方向静力平衡和整体对圆心力矩平衡简化Janbu法任意形状条间力方向水平（ɑ=0）水平和垂直静力平衡罗厄法任意形状ɑ等于该土条底面倾角和顶面倾角的平均值水平和垂直静力平衡Spencer法任意形状ɑ为某一常数水平和垂直静力平衡及整体土条底中点的力矩平衡Sarma法任意形状条间力为一分布函数水平和垂直静力平衡及整体土条底中点的力矩平衡Morgenstern-Price法任意形状条间力为一分布函数水平和垂直静力平衡及整体土条底中点的力矩平衡各种条分法的简化假定比较四、曲线滑动面的边坡稳定性分析43五、软土地基的路堤稳定性分析我国软土分布面积较广，在进行软土地区路基设计时，必须重视路基稳定性分析，并在施工中和施工后进行变形观测，以控制施工期软土地基稳定性及工后沉降等指标；软土特点是细粒土组成的天然含水量高（w>wL,大于30～50%）、压缩性高（a1-2>0.5Mpa-1）、承载能力低（Cu<30Kpa）的淤积沉积物及少量腐殖质所组成的土。

44五、软土地基的路堤稳定性分析软土分类：

河海沉积

湖泊沉积

江滩沉积沼泽沉积◆软土分布：沿海地区、内陆湖泊和河流谷地分布着大量淤泥、淤泥质粘土等软土。软土地段高填方路基45五、软土地基的路堤稳定性分析◆主要病害在软土地基上修建高速公路会遇到

路基不稳定；

沉降过大；

不均匀沉降等问题出现桥头跳车。且工程性质恶劣，尤其在振动荷载的作用下，易产生侧向滑移及蠕变，对路基、构筑物的影响较大。

46五、软土地基的路堤稳定性分析主要措施:

薄层软土—原则上清除换土

厚层软土—

稳定分析,达到要求加固措施采用其他结构物-修筑桥梁47（1）临界高度

指天然路基状态下，不采取任何加固措施，所容许的路基最大填土高度。（2）计算公式◆1、临界高度的计算1）均质薄层软土地基2）均质厚层软土路基式中：Hc——容许填土的临界高度；

c——软土的快剪粘结力；

γ——填土的容重；

Nw——稳定因数，其值与路堤坡角θ及深度因素λ=（d+H）/H有关。如后图

Hk——硬壳层厚度，m3）非匀质软土地基的路堤极限高度：圆弧法计算4）有硬壳层的软土地基的路堤极限高度：五、软土地基的路堤稳定性分析48五、软土地基的路堤稳定性分析临界高度的计算λ=(d+H)/H试算法确定路基临界高度49（3）规范规定：五、软土地基的路堤稳定性分析50（1）

Fellenius法的固结有效应力法-考虑固结度、固结快剪

当遇到在强度很差的地基上需要修筑高路堤时，可以按照这一计算模式对采取分期加载的方法逐渐使地基强度固结提高后的安全系数进行验算。◆2、路基稳定性的计算方法F安全系数计算图式五、软土地基的路堤稳定性分析51（2）Fellenius法的改进总强度法-地基抗剪强度用十字板快剪或直接快剪

(天然土：十字板快剪强度或采用静力触探

路堤填土：直接快剪)采用Fellenius法的改进总强度法验算时，稳定安全系数计算式为：F五、软土地基的路堤稳定性分析52（2）Fellenius法的改进总强度法-mi的取值地基土层强度增长系数五、软土地基的路堤稳定性分析53（3）简化毕肖普法KKK五、软土地基的路堤稳定性分析54六、浸水路堤稳定性分析（1）浸水路堤

浸水路堤是指受到季节性或长期浸水的沿河路堤、河滩路堤等。（2）浸水路堤的水的浸润曲线

由于土体内渗水速度远慢于河水，因此，当堤外水位升高时，堤内水位的比降曲线（即浸润线）成凹形，当堤外水位下降时，堤内水位的比降曲线成凸形。◆1、浸水路堤及水的浸润曲线双侧渗水路堤水位变化示意图水位降落时的浸润曲线水位不一致是的浸润曲线55六、浸水路堤稳定性分析（1）水位急速上升时，浸水路堤的浸润曲线下凹，土体除承受竖向的向上浮力外，还承受渗透动水压力的作用，作用方向指向土体内部，有利于土体稳定，经过一定时间的渗透，土体内水位趋于平衡，不再存在渗透动水压力。（2）水位骤然下降时，浸水路堤的浸润曲线上凸，渗透动水压力的作用方向指向土体外，这将剧烈破坏路堤边坡的稳定性，并可能产生边坡凸起和滑坡，不利于土体稳定，但经过一定时间的渗透，土体内水位也会趋于平衡，不再存在渗透动水压力。（3）浸水路堤边坡稳定的最不利情况一般发生在最高洪水水位骤然降落的时候，即高水位，此时渗透动水压力指向路基体外，即使水位相差较小，也会产生横穿路堤的渗透。◆2、渗透动水压力的计算56六、浸水路堤稳定性分析（1）浸水路堤的受力:自重、行车荷载、浮力、渗透动水压力。

（2）浸水路堤的不利时刻：涨水？、落水？（3）土的渗透性：由于土中含有空隙，在水位变化过程中伴有土中含水量的变化。

对砂性土－渗透性好，动水压力较小；

对黏性土－渗透性不好，动水压力也不大；

对亚砂土、亚黏土－具有一定的渗透性，动水压力较大

，边坡容易失稳。◆3、渗透动水压力对浸水路堤的作用57六、浸水路堤稳定性分析（4）动水压力的计算

D0——作用于浸润线以下土体重心的渗透动水压力，kN/m；

I——渗流水力坡降（取用浸润曲线的平均坡降）；

ΩB——浸润曲线与滑动弧之间的面积，m2；

0——水的容重，kN/m3

图3-22动水压力计算设计图584、渗水路堤的边坡稳定性计算方法基本特点：

适当改变填料的内摩擦角，利用非浸水时的常用方法，进行浸水时的路堤稳定性计算。（只适用于全浸水路堤）（1）假想摩擦角法六、浸水路堤稳定性分析59六、浸水路堤稳定性分析基本特点：假想用水的浮力作用间接抵消动水压力对边坡的影响，即在计算抗滑力矩中，用降低后的内摩擦角反应浮力的影响，而在计算滑动力矩中，不考虑浮力作用，滑动力矩没有减小，用以抵偿动水压力的不利影响。（2）悬浮法扣除浮力图3-2360（3）条分法

与非浸水路堤的条分法基本相同。但土条分成干燥、浸水两部分

浸水路堤的边坡稳定系数：六、浸水路堤稳定性分析图3-24

浸水土条示意图1-未浸水部分2-浸水部分3-降水线61六、浸水路堤稳定性分析（4）措施通过调查，充分预估－浪高、洪水位；放缓边坡；设置护坡道；设置导流结构物。节尾62七、路基边坡抗震稳定性分析地震的危害

软弱地基沉陷；

泥石流；

挡土墙等结构物破坏；

边坡路基失稳等要求：对地震烈度大于等于8的地区进行地震验算。63七、路基边坡抗震稳定性分析（1）路基抗震稳定性验算范64（2）地震力的计算七、路基边坡抗震稳定性分析65七、路基边坡抗震稳定性分析（3）土质路基边坡抗震稳定系数计算i图3-263-5266八、路基稳定性分析方法选择与参数确定1、公路路基设计规范验算方法（1）高路堤稳定性验算要求(3-53)(3-54)671、公路路基设计规范验算方法（2）路基沿斜坡地基或软弱层滑动的分析方法八、路基稳定性分析方法选择与参数确定68八、路基稳定性分析方法选择与参数确定1、公路路基设计规范验算方法（3）高路堤与陡坡路堤稳定性系数要求69（4）软土地基稳定性验算要求软土地基路堤的稳定验算可采用瑞典圆弧滑动法中的有效固结应力法或改进总强度法，有条件时也可采用简化Bishop法或Janbu普遍条分法。验算时应按施工期和营运期的荷载分别计算稳定系数。施工期的荷载只考虑路堤自重，营运期的荷载应包括路堤自重、路面的增重及行车荷载。软土地基上路堤稳定系数应符合表3-13的要求。当计算的稳定系数小于表3-13规定值时，应针对稳定性进行地基处理设计。表3-13八、路基稳定性分析方法选择与参数确定70（5）参数取值及路堑稳定性分析方法与参数土体力学参数宜采用原位剪切试验、原状土室内剪切试验及反算分析等方法综合确定。土质边坡按水土合算原则计算时，地下水位以下土宜采用三轴试验土的自重固结不排水抗剪强度指标；按水土分算原则计算时，地下水位以下土宜采用土的有效抗剪强度指标。岩体内摩擦角可由岩块内摩擦角标准值按岩体裂隙发育程度乘以折减系数确定（表3-18）。路堑边坡采用

工程地质法、

极限平衡法等路堑稳定性系数

满足表3-18

八、路基稳定性分析方法选择与参数确定712、路堤稳定性分析边坡取值采用综合坡率或坡脚与坡顶的连线作为综合坡率。图3-28综合边坡取值八、路基稳定性分析方法选择与参数确定72练习与讨论1.滑动面的形状与边坡土质有何关系？不是直线、折线和圆弧状的滑动面采用什么方法分析其稳定性？2.不平衡推力法和传递系数法的区别在哪里？3.用瑞典条分法对例3-8进行不考虑浸水但考虑地震力的稳定性分析计算（地震烈度、公路等级、构筑物重要程度自定）。4.用简化Bishop法对例3-8进行考虑浸水并考虑地震力的稳定性分析计算（地震烈度、公路等级、构筑物重要程度自定）。73第四章路基防护与支挡结构设计74主要内容第一节路基防护设施第二节路基支挡结构第三节挡土墙的布置与构造第四节挡土墙结构的土压力计算第五节挡土墙分类及设计第六节其他支挡结构75第一节路基防护核心内容坡面防护冲刷防护76一、路基坡面防护1）种草

适宜坡高不大、边坡不陡于1:1.0的土质易种植边坡，其表面水径流速度应低于0.6m/s。边坡坡度在1:1.0~1:2.0时也可种草，但应采取固定草种布或网格固定撒种等方法。◆1、植物防护77

2）铺草皮

表面水径流速度在0.6m/s~1.8m/s之间时不宜种草，而应根据情况按平铺、水平叠置、垂直坡面叠置、斜叠置等不同方法铺草皮，还可采用片石铺砌成方格或拱式边框，再铺草皮。草皮防护示意图：a)平铺平面；b)平铺剖面；c)水平叠铺；

d)垂直叠铺；e)斜交叠铺；f)网格式◆1、植物防护一、路基坡面防护78◆1、植物防护3）骨架植物防护骨架植物防护是将含有植物生长所需营养的基质材料混合胶结材料喷附在岩基坡面上，在岩基坡面上创造出宜于植物生长硬度的、牢固且透气、与自然表土相近的土板块，种植出可粗放管理的植物群落，最大程度地恢复自然生态。一、路基坡面防护794）植树主要用于堤岸边的河滩、沙漠及雪害地区的防护林等情况，主要起到：

①降低河滩水流速度及改变水流方向；

②防风固沙；

③防雪等作用。低等级公路也可在路两侧进行植树，以起到固土、降尘、绿化、诱导视线等作用。◆1、植物防护一、路基坡面防护80◆1、植物防护5）景观设计边坡防护设计应与道路景观设计、道路稳定设计相协调。一、路基坡面防护811）砂浆抹面防护主要用于石质挖方坡面，以防止岩石表面风化。但要求岩表完整未剥落、表面较平整，一般抹面的厚度在2~10cm。2）喷浆防护用于易风化且坡面不平整的岩石挖方边坡，一般厚度在5~10cm。喷浆坡面应设置排水孔。3）勾缝、灌浆、嵌补

防止水分渗入缝隙。◆2、工程防护一、路基坡面防护824）干砌片石护面有单层与双层之分，须做砂垫层，厚度一般不小于25cm，主要为防止地面水流或河水冲刷。◆2、工程防护一、路基坡面防护834）浆砌片石护面（墙）封闭软质岩层、高填方路堤表面及较破碎的挖方边坡，一般立交内凹的夹角部分及较破碎的挖方边坡须全浆砌防护，其它可采用菱形、拱形、方格形等防护方式，其间土体可种草或铺草皮。护面墙高度H(m)路堑边坡护面墙厚度(m)顶宽b底宽d≤21：0.50.400.40≤6陡于1：0.50.400.40+0.10H6<H≤101：0.5～1：0.750.400.40+0.05H10<H<151：0.75～1：10.600.60+0.05H◆2、工程防护一、路基坡面防护84护面墙示意图：a)双层式；b)单层式；c)墙面；d)拱式；e)混合式◆2、工程防护4）浆砌片石护面（墙）一、路基坡面防护85◆2、工程防护4）浆砌片石护面（墙）一、路基坡面防护86◆3、冲刷防护1）路基冲刷破坏一、路基坡面防护87二、路基冲刷防护植物防护

石砌防护

抛石防护：水流速度在3.0m/s~5.0m/s石笼防护：水流速度大于5.0m/s支挡防护

土工织物软体沉排防护◆3、冲刷防护2）直接防护88导流结构物综合布置示例1-顺水坝

2-格坝

3-挑水坝

（丁坝）

4-拦水坝

5-导流坝

6-桥墩

7-路中线二、路基冲刷防护建导治结构物

即设坝，一般有丁坝、顺坝、格坝等。◆冲刷防护3）间接防护89丁坝—坝根与河岸相接、坝头伸向河床，坝身与水流方向有一定斜交角度，能将水流挑离河岸，改善流态，防护堤岸，又称挑水坝。二、路基冲刷防护90

顺坝—大致与导治线重合或平行，用于引导水流，调整水道弯曲程度，又称导流坝。9192939394路基防护95第二节路基支挡结构◆1、支挡结构的用途(functionsofretainingstructure)保证边坡及其环境的安全，对边坡采取支挡、加固与防护支挡结构被广泛应用于公路、铁路、城市建设，水坝建设、河床整治、港口工程、山体滑坡及水泥流防治等领域景观美化96边坡挡土墙(sloperetainingwall)河堤支护(embankment)基坑支护(foundationpitsupporting)第二节路基支挡结构97◆2、挡土墙的结构类型和适用范围(typesandrangeofapplication)按设置位置分类(location)

路堑挡墙、路堤挡墙、路肩挡墙和山坡挡墙(cutting,embankment,shoulder,slope)按墙体材料分类(material)

石砌挡墙、混凝土挡墙、钢筋混凝土挡墙、砖砌挡墙(stone,concrete,reinforcedconcrete,brick)按结构形式与作用机理分类(structuralform)

重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆式挡土墙(gravityretainingwall,cantileverretainingwall,counterfortretainingwall,anchoredretainingwall)第二节路基支挡结构98路堑挡墙山坡挡墙abdc用于（1）陡坡路堤，为保证路堤稳定，收缩坡脚；（2）避免干扰其它建筑物(如房屋、铁路、水渠等)或防止多占农田；（3）抬高公路路基高程。设置在路堑边坡底部用于支撑开挖后不能自行稳定的山坡，同时可减少挖方数量，降低挖方边坡的高度。设置在高填土路堤或陡坡路堤的下方可以防止路堤边坡或路堤沿基底滑动，收缩路堤坡脚，减少填方数量，减少拆迁和占地面积。设置在路堑边坡上方，用以支挡山坡覆盖层或滑坡下滑路肩挡墙路堤挡墙按设置位置分：第二节路基支挡结构99重力式gravityretainingwall悬臂式cantileverretainingwall

锚拉式（锚碇式）anchoredretainingwall扶壁式counterfortretainingwall按结构形式分类structuralform第二节路基支挡结构100挡土墙适用条件（rangeofapplication）第二节路基支挡结构101A竖直式B俯斜式C仰斜式D折线式E衡重式优点——结构简单，取材容易，施工方便，使用广泛；缺点——断面尺寸较大，自重较大，故要求的地基承载力较高，整体性较差。适用场合——适用于一般地区、浸水地段和高烈度区的路堤和路堑等支挡工程，墙高不宜超过12m。墙顶墙底墙趾墙面墙背特点：依靠圬工墙体的自重抵抗墙后土体的侧向推力(土压力)，以维持土体的稳定。1.重力式挡土墙墙踵挡土墙的使用条件102特点：用钢筋混凝土就地浇筑或预制拼装而成。其墙身断面较薄，所承受的侧向土压力主要依靠踵板上的土重来平衡。悬臂式扶壁式墙趾墙踵立壁钢筋适用于①断面尺寸较小,自重轻,能修建在较软弱地基上②缺乏石料的地区和承载能力较低的填方路段。2.薄壁式挡土墙103扶壁式挡土墙104受力特点——依靠埋设在稳定岩土层内锚固件的抗拔力，支承从墙板传来的侧压力。

优点——结构轻巧，占地较少，工程省，不受地形限制，有利于机械化施工。锚杆式锚定板式3.锚定式挡土墙适用于缺乏石料地区的路肩墙或路堤墙105加筋土式—由筋带（钢带、钢筋带、钢筋混凝土带、聚丙烯土工带等）填土和混凝土墙面板组成。受力特点—拉筋和填土之间的摩擦力保持墙身稳定。优点—

面板为预制，施工安装迅速，轻便，美观；可使用机械吊装，也可人工装配。

适用场合—

填土路基；不应修建在滑坡、水流冲刷、崩塌等不良地质地段。墙高不宜大于12米。4.加筋土式挡土墙106107①墙面（墙胸）（batter）②墙背（俯斜、仰斜、垂直）

有直线形墙背和折线形墙背之分（back）③墙顶及护栏（topandparapet）④墙底（墙趾、墙踵）（footing）⑤基础（basement）设计主要内容包括基础形式的选择和基础埋置深度的确定。⑥排水设施（drainage）由地面排水和墙身排水两部分组成。⑦沉降缝和伸缩缝（settlementjointandexpansionjoint）◆3、挡土墙结构的构造construction）挡土墙的组成示意图墙背墙身基础墙踵墙顶墙面墙趾基底第三节挡土墙的布置与构造108墙身——

墙背见图墙面一般均为平面，其坡度应与墙背坡度相协调。墙顶最小宽度，浆砌块石为0.5米，干砌时为0.6米。钢筋砼为20厘米。（1）墙身构造109地面横坡对墙高的影响（a）仰斜；（b）垂直；（c）俯斜；（d）凸形折线；（e）衡重式墙背倾斜方向不同，墙身断面形式可分为：第三节挡土墙的布置与构造110（2）基础——

当地基软弱、地形平坦，墙身又超过一定高度（一般高度大于6米列为高挡墙）时，采用扩大基础。为减小基底压应力，并增加墙的抗倾覆稳定性，可在墙趾处伸出宽度大于20cm的台阶。111（2）基础——

若地基承载力仍有不足，可设钢筋混凝土底板。

陡坡上设置高度大于6米的高挡墙，如遇坚固岩层，将基底做成阶梯式，以减少挖方。台阶宽度大于20cm，高宽比可为3/2或2/1。112（3）排水设施——

墙后坡面和顶面应做好排水防水处理，如设置截水沟、夯实地表松土和铺筑封闭层等，以减少降水和地表水的下渗；路堑墙墙趾前的边沟应铺砌加固，防止边沟水渗入地基。泄水孔粘土夯实粘土夯实截水沟地面排水113泄水孔—最下一排泄水孔的出水口应高出地面0.3m；如为路堑墙应高出边沟水位0.3m,浸水墙则应高出常水位0.3m。下排泄水孔进水口的底部，应铺设0.3m厚的粘土层，并夯实，以防水分渗入基础。泄水孔的进水口部分应设置粗粒料反滤层，以防孔道淤塞。墙身排水为了迅速排除墙后土内积水泄水孔114

挡墙排水孔11510-15m设置一道，缝宽为2～3cm，自墙顶做到基底。缝内沿墙的内、外、顶三边填塞沥青麻絮，塞入深度不小于0.15m。当墙背为岩石路堑或填石路堤时，可设置空缝。（4）沉降缝和伸缩缝116第三节挡土墙的布置与构造

①横向布置（horizontallayout）

主要是在路基横断面图上选定挡土墙的位置，确定是路堑墙、路肩墙、路堤墙还是浸水挡墙，并确定断面形式及初步尺寸。

②纵向布置（longitudinallayout）

在墙趾纵断面图上进行墙的纵向布置，布置后绘成挡土墙正面图。包括：

1）分段，设伸缩缝与沉降缝；2）考虑始、末位置在路基及

其它结构处的衔接；3）基础的纵向布置；4）泄水孔布置。③平面布置（planelayout）

对于个别复杂的挡土墙，例如高的、长的沿河挡墙和曲面挡墙；绕避建筑物挡墙，除了横、纵向布置外，还应作平面布置，并绘制平面布置图。117第三节挡土墙的布置与构造

118第三节挡土墙的布置与构造

119第四节挡土墙结构的土压力计算挡土墙

Retainingwall土压力Earthpressure土压力Earthpressure土120请看视频并思考挡土墙倒塌的原因是什么？1如何保证挡土墙的稳定？2挡土墙稳定性为什么挡土墙会发生破坏？第四节挡土墙结构的土压力计算

121挡土墙稳定性12明确挡土墙稳定性验算方法掌握提高挡土墙稳定性的措施理论应用学习目标第四节挡土墙结构的土压力计算

122◆1、作用在挡土墙上的力系（forces）（1）主要力系（mainforces）：挡土墙自重及位于墙上的恒载；墙后土体的主动土压力（包括超载）；基底的支撑力与摩阻力；墙前土体的被动土压力；浸水墙的常水位静水压力及浮力。

（2）附加力（additionalforces）：季节性或规律性作用于墙的各种力，

如波浪冲击、洪水。

（3）特殊力（occasionalforces）：偶然出现的力，如地震力、施工荷载、水面物撞击力等。图6-5作用在挡土墙上的力系第四节挡土墙结构的土压力计算123◆2、挡土墙的移动形式（movementofretainingwall）（1）墙体外移（moveawayfrombackfill）

（2）墙体内移（movetowardssoil）（3）墙体不移动（keepstill）第四节挡土墙结构的土压力计算124主动土压力

墙后土挡土墙墙前土挡土墙向前移动dXdX被动土压力Ep主动土压力Ea第四节挡土墙结构的土压力计算125墙后土挡土墙墙前土挡土墙向后移动被动土压力Ep主动土压力EadXdX被动土压力第四节挡土墙结构的土压力计算126墙后土挡土墙墙前土挡土墙静止不动静止土压力Es静止土压力Es静止土压力第四节挡土墙结构的土压力计算127E静止土压力E0主动土压力Ea被动土压力Ep墙体位移和土压力性质第四节挡土墙结构的土压力计算1283、路基挡土墙的土压力考虑(earthpressure)1）主动土压力与被动土压力的区分(differencebetweenactivepressureandpassivepressure)：假定挡土墙处于极限移动状态，土体有沿墙及假想破裂面移动的趋势，则土推墙即为主动土压力，墙推土即为被动土压力。2）路基挡土墙的土压力考虑：路基挡土墙一般都有可能有向外的位移或倾覆，因此，在设计中按墙背土体达到主动极限平衡状态考虑，即只考虑Ea

，且取一定的安全系数(safetyfactor)以保证墙背土体的稳定。墙趾前土体的被动土压力Ep一般不计。第四节挡土墙结构的土压力计算129墙背倾斜形式仰斜、直立和俯斜E1仰斜E2直立E3俯斜E1＜E2＜E3◆4、不同墙背倾斜形式的土压力大小(earthpressureofdifferentobliqueforms)第四节挡土墙结构的土压力计算130◆5、挡土墙的土压力计算理论(theoriesofearthpressurecalculation)（1）朗肯土压力理论(Rankine'stheoryofearthpressure)

1857年英国学者朗肯（Rankine）从研究弹性半空间体内的应力状态，根据土的极限平衡理论，得出计算土压力的方法，又称极限应力法(theultimatestressmethod)。（2）库仑土压力理论(Coulomb'stheoryofearthpressure)

1776年法国的库伦（C.A.Coulomb）根据极限平衡的概念，并假定滑动面为平面，分析了滑动楔体的力系平衡，从而求算出挡土墙上的土压力，成为著名的库伦土压力理论。第四节挡土墙结构的土压力计算131（3）朗肯理论的基本假设(basicassumption）：①墙本身刚性（rigidretainingwall），因此，不考虑墙身的变形；②墙后填土延伸到无限远处（semi-infinitedepth），填土表面水平（β=0）；③墙背垂直光滑（墙与垂向夹角ε=0，墙与土的摩擦角δ=0）。无粘性土（none-cohesivesoil）粘性土（cohesivesoil）W.J.M.Rankine1820-1872Scotland第四节挡土墙结构的土压力计算132库仑C.A.Coulomb(1736-1806)墙背倾斜、粗糙、填土倾斜时？库仑土压力理论墙背倾斜，具有倾角

墙背粗糙，与填土摩擦角为

填土表面有倾角

出发点：平面滑裂面假设：滑裂面为平面假设条件：

刚体滑动假设：破坏土楔为刚体滑动楔体在两个平面上处于极限平衡状态第四节挡土墙结构的土压力计算133分析方法的异同

朗肯理论和库伦理论都是研究土压力问题的简化方法。它们各有其不同的基本假定、分析方法和适用条件。共同点：朗肯理论和库伦理论均属于极限状态土压力理论。用这两种理论计算出的土压力均为墙后土体处于极限平衡状态下的主动土压力Ea和被动土压力Ep。不同点：朗肯理论从土体中一点的极限平衡状态出发，由处于极限平衡状态时的大小主应力关系求解（极限应力法）；库伦理论根据墙背与滑裂面之间的土楔处于极限平衡，用静力平衡条件求解（滑动楔体法）。第四节挡土墙结构的土压力计算1341分析方法

E朗肯理论库仑理论土体内各点均处于极限平衡状态：极限应力法刚性楔体，滑面上处于极限平衡状态：滑动楔体法先求土压力强度p先求总土压力E极限平衡状态两种土压力理论比较第四节挡土墙结构的土压力计算135两种土压力理论比较2应用条件

E朗肯理论库仑理论

墙背光滑竖直填土水平

墙背、填土无限制粘性土一般用图解法第四节挡土墙结构的土压力计算136两种土压力理论比较3计算误差——朗肯土压力理论

WREa'Ea实际0WREpEp'

主动土压力偏大

被动土压力偏小第四节挡土墙结构的土压力计算137两种土压力理论比较3计算误差——库仑土压力理论

实际滑裂面不一定是平面

主动土压力偏小

被动土压力偏大滑动面滑动面主动土压力搜索得到的不一定是最大值被动土压力搜索得到的不一定是最小值第四节挡土墙结构的土压力计算138两种土压力理论比较3计算误差——结论

如果=0，滑裂面是直线，两种理论计算Ka,Kp相同如果0Ka

朗肯偏大10%左右，工程偏安全 库仑偏小一些（可忽略)；

Kp

朗肯偏小可达几倍； 库仑偏大可达几倍;在实际工程问题中，土压力计算是比较复杂的。工程中使用被动土压力较少。因为所需相对位移太大第四节挡土墙结构的土压力计算139库伦理论的基本假设(basicassumption）①墙后填土为均匀的无粘性土（c=0），填土表面倾斜（β＞0）；②挡土墙刚性，墙背倾斜，倾角为

；③墙面粗糙（roughsurface），墙背与土之间存在摩擦力（δ＞0）；④滑动破裂面（failureplane）为通过墙踵的平面。

E砂土第四节挡土墙结构的土压力计算140

ACH

B无粘性土的主动土压力W

ER

－WRE

-=90--

、E第四节挡土墙结构的土压力计算141无粘性土的主动土压力

EEa－库仑主动土压力系数Ea特例：

===0，即墙背垂直光滑，填土表面水平时，与朗肯理论等价

土压力分布：三角形分布第四节挡土墙结构的土压力计算142（1）破裂面（failureplane）交于内边坡-

适用于路堤或路堑挡土墙Ea-P142

◆6、一般条件下库仑主动土压力计算（CalculationofCoulomb'sactiveearthpressureundergeneralconditions）挡土墙因路基形式和荷载分布（forcesdistribution）不同土压力有多种计算图式第四节挡土墙结构的土压力计算143（1）破裂面（failureplane）交于内边坡-

适用于路堤或路堑挡土墙144破裂面交于路基面：a)交于荷载中部；b)交于荷载外侧；c)交于荷载内部（2）破裂角交于路基面-

破裂面交与荷载中部a)Ea-式4-9

破裂面交与荷载外侧b)Ea-式4-11

破裂面交与荷载内部c)Ea-式4-12第四节挡土墙结构的土压力计算145（2）破裂面交与荷载中部146（3）破裂面交与荷载外侧147（4）破裂面交与荷载内侧148（3）破裂面交于外边坡Ea-式4-13破裂面交于外边坡第四节挡土墙结构的土压力计算149等效内摩擦角法（equivalentinternalfrictionanglemethod)φD－一般增加5～10º力多边形法(数解法)Ea-式4-16◆（4）粘性土土压力计算（earthpressureofcohesivesoil）库仑理论本来只考虑不具有粘聚力的砂性土的土压力问题。当墙背填料为粘性土时，土的粘聚力对主动土压力的影响很大，因此应考虑粘聚力的影响。可以以库仑理论为基础计算粘性土主动土压力，但需要近似，主要有以下近似方法：第四节挡土墙结构的土压力计算150有限范围填土的土压力计算◆7、被动土压力计算（calculationofpassiveearthpressure）Ea-式4-20作用方向改变作用方向

改变第四节挡土墙结构的土压力计算第四节挡土墙结构的土压力计算1511）浸水的填料受到水的浮力作用(flotageeffect)而使土压力减小；2）砂性土的内摩擦角受水的影响不大，可认为浸水后不变，但粘性土浸水后抗剪强度(shearstrength)显著降低；3）墙背与墙面均受到静水压力，在墙背与墙面水平一致时，两者互相平衡；而当有一水位差时，则墙身受到静水压力差所引起的推力；4）墙外水位骤然降落，或者墙后暴雨下渗在填料内出现渗流时，填料受到渗透动水压力。渗水性填料，动水压力一般很小，可略而不计；5）墙身受到水的浮力作用，而使其抗倾覆及抗滑动稳定性减弱。◆考虑因素（considerations）：8.浸水挡土墙土压力计算(earthpressureofrettingretainingwall）第四节挡土墙结构的土压力计算第四节挡土墙结构的土压力计算152◆8.浸水挡土墙土压力计算(当填料为砂性土时）（1）浸水部分重度采用水中重度；（2）浸水前后的内摩擦角不变；（3）破裂面为一平面，并且不考虑进水对破裂面的影响。因此，浸水挡土墙土压力Eb可采用不浸水时的土压力Ea扣除因浮力影响而减少的土压力ΔEb第四节挡土墙结构的土压力计算第四节挡土墙结构的土压力计算153◆8.浸水挡土墙土压力计算(填土为黏性土时）由于粘性土浸水后c值减少明显，要求将上下两部分土层分为不同性质的土层进行计算土压力。先计算水位以上的土压力E1；然后再将上层填土重量作为荷载,计算进水部分的土压力E2；两部分的矢量为全墙土压力。第四节挡土墙结构的土压力计算第四节挡土墙结构的土压力计算1549、地震区挡土墙（一般防震措施）1）尽可能采用重心低的墙身断面形式。2）基础尽可能置于基岩或坚硬的均质土层上；遇有软粘土、饱和砂土或严重不均匀地基时，应采取适当措施进行加固处理。3）挡土墙宜采用浆砌片(块)石、混凝土和钢筋混凝土修筑。当采用干砌片(块)石时，墙高须加以限制：设计烈度为8度时，一般不超过5m；9度时，一般不超过3m。4）墙体应以垂直通缝分段，每段长度不宜超过15m。地基变化或地面标高突变处，也应设置通缝。5）应严格控制砌筑质量，石料要嵌挤紧密，砂浆要饱满，砂浆标号按非地震区要求提高一级采用。第四节挡土墙结构的土压力计算第四节挡土墙结构的土压力计算1559、地震区挡土墙（一般防震措施）第四节挡土墙结构的土压力计算第四节挡土墙结构的土压力计算1569、地震区挡土墙（地震荷载的计算）计算时只要进行地震力合成（Synthesisofseismicforce）第四节挡土墙结构的土压力计算第四节挡土墙结构的土压力计算157◆10、车辆荷载的换算（conversionofvehicleloads）换算方法（conversionmethod）：

换算为对应于墙后填料的一定高度的均布土层。

按照墙高进行换算土层高度确定：

h0=q/

其中：墙高H2.0m时，q=20.0kN/m2；

墙高H10.0m时，q=10.0kN/m2；

墙高H在2.0m~10.0m时，q内插取用；作用于墙顶或墙后填土上的人群荷载强度规定为3kN/m2；作用于挡墙栏杆顶的水平推力采用0.75kN/m；作用于栏杆扶手上的竖向力采用1kN/m。第四节挡土墙结构的土压力计算第四节挡土墙结构的土压力计算158◆11、计算参数(parameter)填料的计算内摩擦角和重度墙背摩擦角(frictionangle)节尾第四节挡土墙结构的土压力计算第四节挡土墙结构的土压力计算159◆1、施加于挡土墙的荷载分类，见表4-14（classificationofloadappliedtoretainingwall）第五节挡土墙设计160◆2、挡土墙的荷载组合（loadcombination）第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计161◆3、挡土墙的设计原则（designprincipal）按“极限状态分项系数法”进行设计，其设计极限状态分构件承载力极限状态和正常使用极限状态。（1）承载力极限状态（limitstateofbearingcapacity）：

1）整个挡土墙或挡土墙的一部分失去刚体平衡;

2）挡土墙构件或连接部件因材料承受的强度超过极限而破坏，或因超过塑性变形而不适于继续承载；

3）挡土墙结构变为机动体系或局部失去平衡

极限状态分项荷载系数（partialcoefficientforloads）见表4-20第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计162◆3、挡土墙的设计原则（designprincipal）（2）正常使用极限状态（serviceabilitylimitstate）：

1）影响正常使用或外观变形；

2）影响正常使用的耐久性局部破坏（包括裂缝）；

3）影响正常使用的其他待定状态。

极限状态的分项荷载系数除Ep取0.5外，其余均取1.0（3）合力偏心距计算时的极限状态（eccentricityofresultantforce）

分项荷载系数取值同正常使用极限状态。第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计163◆4、挡土墙的设计荷载（designload），其它见规范

JTGD30第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计164◆5、挡土墙的荷载分项系数(partialcoefficientforload)分项系数通常采用表4-20值①垂直恒载分项系数用0.90及1.20时，安全水平变化很大，实际采用1.1。②垂直恒载分项系数用0.90时，抗倾覆安全性下降，实际采用0.8。第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计165（一）抗滑稳定性验算(checksforsliding)◆6、挡土墙稳定性验算（stabilityanalysis)

含：抗滑稳定性验算

(stabilityagainstsliding)

抗倾覆稳定性验算(stabilityagainstoverturning)目的：检查基底在土压力、自重等作用下的摩阻力抵抗挡土墙滑动的能力。第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计166滑动稳定方程除以cosα荷载对挡土墙滑动一定是不利的吗？滑动趋势GEyEaExEpα力学分析如何在挡土墙抗滑稳定计算中体现？第五节挡土墙设计167抗滑动稳定系数分项系数滑动趋势GEyEaExEpα抗力滑移力力学分析第五节挡土墙设计168（1）抗滑稳定性验算-保证基底摩阻力和滑移力的平衡4-20第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计169（2）抗滑稳定性系数-保证基底摩阻力抵抗滑移力的安全储备

第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计170（二）抗倾覆稳定性验算(checksforoverturning)

目的：检查墙身绕墙趾向外转动倾覆的抵抗能力。MaMGMp第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计171抗倾覆稳定方程抗倾覆稳定系数倾覆趋势GEyEaExZyZxZGZPEp力学分析抗力矩（逆倾覆方向）倾覆力矩（顺倾覆方向）第五节挡土墙设计172（1）抗倾覆稳定性验算-保证抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力

（2）抗倾覆稳定性系数－保证抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的安全系数（二）抗倾覆稳定性验算(checksforoverturning)第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计173（3）挡土墙稳定性验算要求(requirementsofstabilityanalysis）第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计1747、基底应力及合力偏心距验算

(basestressandeccentricityofresultantforce）（1）基底合力偏心距计算第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计1757、基底应力及合力偏心距验算

(basestressandeccentricityofresultantforce）（2）基底压应力和偏心距要求第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计176为了保证墙身具有足够的

强度，应根据经验选择

1～2个控制断面进行验

算，如墙身底部、二分

之一墙高处、上下墙(凸

形及衡重式墙)交界处。根据《公路圬工桥涵设计规范(ＪＴＧＤ６１》的规定，当构件采用分项安全系数的极限状态设计时ꎬ荷载效应不利组合的设计值，应小于或等于结构抗力效应的设计值。◆8、墙身截面强度验算(checksforwallsectionstrength)验算断面的选择第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计1778、

墙身截面强度验算（1）作用效应的组合设计值-计算公式第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计1788、

墙身截面强度验算（1）作用效应的组合设计值-分项系数第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计179反面反面（2）正截面强度和稳定性验算-计算公式第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计180（2）正截面强度和稳定性验算-系数计算第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计181（2）正截面强度和稳定性验算-系数取值第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计182（2）正截面强度和稳定性验算-系数取值（3）轴向力偏心距计算第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计183◆9、增加挡土墙稳定性的措施

(measurestoincreasestabilityofretainingwall)（1）增加抗滑稳定性的方法(increaseslidingstability)1）设置倾斜基底(slopingbase)

2）采用凸榫形基础

(tenonfoundation)第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计184(2)倾斜基底(1)凸榫基础凸榫建议范围利用榫前土体的Ep

避免增加榫背土体的EaααKcφ45°-φ/2E′pEpKc提高抗滑性（1）增加抗滑稳定性的方法185◆9、增加挡土墙稳定性的措施（2）增加抗倾覆稳定性的方法(measurestoincreasestabilityagainstoverturning)

1）展宽墙趾(extendtoe)

2）改变墙面及墙背坡度(changeslope)

3）改变墙身断面类型(changetypesofwallsection)第五节挡土墙设计第五节挡土墙设计186(1)展宽墙趾(2)改缓墙面坡度思路1：加大稳定力矩EyEaExGEpEyEaExGEp提高抗倾覆性（2）增加抗倾覆稳定性的方法187(1)改变墙背坡度(2)设置卸荷平台EyEaExGEp改陡俯斜墙背改为仰斜墙背EyEaExGEp提高抗倾覆性思路2：减小倾覆力矩（2）增加抗倾覆稳定性的方法188回顾开篇问题为什么挡土墙会发生破坏？稳定系数不满足要求!工程责任，重于泰山第五节挡土墙设计189两种情况下，哪一种更稳定？第一种第二种课堂测试第五节挡土墙设计190作业1某公路挡墙尺寸如图土体重度18kN/m3内摩擦角35度土体与墙背摩擦角17.5度基底摩擦系数0.5请验算其稳定性第五节挡土墙设计重力式挡土墙抗滑稳定、抗倾覆稳定不足时，应分别采用哪些改进措施？作业2191◆1、薄壁式挡土墙（thinplateretainingwall）第六节轻型挡土墙

薄壁式挡土墙是钢筋混凝土结构，包括悬臂式和扶壁式两种主要型式：

1）悬臂式挡土墙（cantileverretainingwall）由立壁和底板组成，有三个悬臂，即立壁、趾板和踵板。2）扶壁式挡墙：当墙身较高时，可沿墙长一定距离立肋板（即扶壁）联结立壁板与踵板，形成扶壁式挡墙；3）扶壁式挡墙：老路加固时，考虑扶壁难以在踵板侧做，也可考虑将其做在趾板侧，但须进行设计计算确定。1921、薄壁式挡土墙（thinplateretainingwall）悬臂式和扶壁式结构示意图第六节其他支挡结构第六节轻型挡土墙1931、薄壁式挡土墙（thinplateretainingwall）结构稳定性：悬臂式和扶壁式挡土墙的结构稳定性（structuralstability）是依靠墙身自重和踵板上方填土的重力来保证，基底应力小。结构特点：构造简单、施工方便，墙身断面较小，自身质量轻，可以较好地发挥材料的强度性能，能适应承载力较低的地基。使用要求：一般情况下，墙高6m以内采用悬臂式，6m以上采用扶壁式。适用条件：它们适用于缺乏石料及地震地区。由于墙踵板的施工条件，一般用于填方路段作路肩墙或路堤墙使用。第六节其他支挡结构第六节轻型挡土墙194悬臂式挡土墙结构受力示意◆1、薄壁式挡土墙（thinplateretainingwall）悬臂式挡土墙结构示意第六节其他支挡结构第六节轻型挡土墙1951、薄壁式挡土墙（thinplateretainingwall）按一般库伦理论计算作用于假想墙背Ac上的土压力Ea，此时墙背摩擦角δ=φ。第六节其他支挡结构第六节轻型挡土墙196◆2、锚定式挡土墙（anchoredretainingwall）

（1）主要形式：锚定式挡土墙也属于轻型挡土墙，通常包括锚杆式和锚定板式两种。

1）锚杆式挡土墙（anchorageretainingwall）主要由预制的钢筋混凝土立柱和挡土板构成墙面、与水平或倾斜的钢锚杆联合作用支挡土体，主要是靠埋置于岩土中的锚杆的抗拉力拉住立柱保证土体稳定的。

2）锚定板式挡土墙（anchorslabretainingwall）则将锚杆换为拉杆，在其土中的末端连上锚定板。它不适于路堑，路堤施工容易实现。第六节其他支挡结构第六节轻型挡土墙197（2）锚定式挡土墙特点（characteristicofanchoredretainingwall）

(1)结构质量轻，使挡土墙的结构轻型化，与重力式挡土墙相比，可以节约大量的圬工和节省工程投资；(2)利于挡土墙的机械化、装配化施工，可以减轻笨重的体力劳动，提高劳动生产率；(3)不需要开挖大量基坑，能克服不良地基挖基的困难，并利于施工安全。缺点（shortage）：施工工艺（constructiontechnology）要求较高，要有钻孔、灌浆等配套的专用机械设备，且要耗用一定的钢材。使用场合（application）：一般适用于岩质路堑地段（stonecuttingsection），但其他具有锚固条件的路堑墙也可使用，还可应用于陡坡路堤。第六节其他支挡结构第六节轻型挡土墙198（3）锚杆抗拔力（anchorpulloutresistance）锚杆抗拔力的确定是锚杆挡土墙设计的基础，它与锚杆锚固的形式、地层的性质、锚孔的直径、有效锚固段的长度及施工方法、填注材料等因素有关。锚杆的类型（typesofanchor）摩擦型灌浆锚杆；（frictionalgroutedbolt）扩孔型灌浆锚杆（holegroutedbolt）第六节其他支挡结构第六节轻型挡土墙199（4）锚杆式挡土墙（anchorageretainingw