某加筋土挡土墙设计验算

某加筋土挡土墙设计验算案例说明加筋土技术自1958年法国亨利维达尔发明以来，以其优良的特性，受到工程界的青睐，得到迅速发展。加筋土挡土墙是在土中加入拉筋，利用拉筋与土之间的摩擦作用，改善土体的变形条件和提高土体的工程特性，从而达到稳定土体的目的。加筋土是柔性结构物，能够适应地基轻微的变形，填土引起的地基变形对加筋土挡土墙的稳定性影响比对其他结构物小，地基的处理也较简便；它是一种很好的抗震结构物；节约占地，造型美观；造价比较低，具有良好的经济效益。本文采用GEO5加筋土挡土墙设计模块对一座总墙高为15.00m的多级台阶式加筋土挡土墙设计进行了分析验算，验算结果表明，在此场地条件下采用的加筋挡土墙取得了很好的支挡效果。工程概况设计采用的台阶式加筋挡土墙由二级加筋式挡土墙组合而成，第一级挡土墙高10.00m，，墙顶宽1.00m，第二级挡土墙高5.00m。挡土墙后有两层填土，第一、二层土厚度分别为8.00m和7.00m。挡土墙内水平分布了7根长18.00m的加筋材料，第一根距地面高度1.00m，筋材间距2.00m。地下水深度距离坡顶13.00m，坡顶作用19.00kN/m2的均布荷载。挡土墙设计结构如图1所示。图1加筋挡土墙结构示意图验算操作流程分析设置在【分析设置】中选择“中国-国家标准（GB）”。图2分析设置筋材类型软件提供了丰富的筋材组和对应的筋材类型选项。本案例选取了Fortrac3D下面对应的Fortrac3D-2000筋材类型。Fortrac3D-2000的各项参数如图3所示。图3Fortrac3D-2000参数指标筋材尺寸筋材的尺寸设置包括筋材的数量、筋材的类型、筋材间距及筋材长度等等。具体设置如图4所示。图4筋材尺寸设置剖面土层在【剖面土层】界面中设置墙后土层的层数和土层的厚度，累计层厚度应大于挡土墙的总高度。本案例设置了两层厚度分别为8.00m和7.00m的土层，设置如图5所示。图5剖面土层设置岩土材料本案例设置了两层土，因此相应的设置了两个岩土参数。第一、二层土的岩土参数如图6、7所示。第一、二层土的岩土参数根据软件提供的土的分类获得。第一层土为中低塑性粉土，第二层土为中低塑性黏土。图6第一层土的岩土参数图7第二层土的岩土参数指定材料将设置好的岩土材料相应的赋值给墙后土层，设置如图8所示。坡底面以下的土层性质与第二层土相同。图8指定材料设置墙后剖面软件提供了多种墙后填土形式，如图9所示，本案例选择了墙后填土面水平的形式。图9墙后填土设置地下水地下水设置有三种形式，第一种是不设置地下水，第二种是设置水平的地下水并制定深度，第三种是设置任意形式的地下水，地下水水位线位置由输入的点控制。本案例地下水采用第二种形式，如图10所示。图10地下水设置超载软件提供了五种超载类型，分别是均布面超载、条形超载、梯形超载、集中超载和线超载。作用类型分为永久作用、可变作用和偶然作用三种，用户可根据需要自行选择。本案例的超载作用类型为作用，作用类型为永久作用，如图11所示。图11超载设置地震荷载地震是边坡破坏的重要因素，因此在挡土墙设计的时候，软件为用户提供了完善的地震荷载分析设置。本案例的抗震设防烈度设为7度，如图12所示。图12地震荷载设置工况阶段设置软件提供了四种工况阶段设置选项，如图13所示，本案例设置的工况为持久设计状况。图13工况阶段设置倾覆滑移验算以上参数全部设置完毕以后，就进入了挡土墙验算阶段了。验算分为倾覆滑移验算、承载力验算、内部稳定性验算、整体稳定性验算和外部稳定性验算等五项。倾覆滑移验算结果如图14所示，点击详细结果即可查看验算结果，如图15所示，倾覆稳定性和抗滑稳定性均满足规范的要求。图14倾覆滑移验算结果图15倾覆滑移验算详细结果承载力验算承载力验算的结果如图16所示，本案例输入了修正后的地基承载力特征值R=250kPa。点击详细结果按钮查看验算结果，轴力偏心距验算和承载力均满足规范要求。图16承载力验算结果图17承载力验算详细结果内部稳定性验算内部稳定性验算结果如图18所示。在内部稳定性中，加筋材料起到了很大的作用，结果显示抗拉稳定性验算和抗拔稳定性验算均满足设计要求。详细结果如图19所示，抗拉强度验算和抗拔强度验算得出的安全系数均满足设计要求。图18内部稳定性验算结果图19内部稳定性验算详细结果整体稳定性验算整体稳定性验算采用了毕肖普法，滑动面自动搜索。如图20所示，结果显示整体安全系数为1.36，大于规范要求的1.35，满足设计要求。如图21所示，详细结果给出了最危险滑动面的详细参数，如滑动面圆心，半径，角度以及安全系数等。图20整体稳定性验算结果图21整体稳定性验算详细结果外部稳定性外部稳定性验算结果如图22所示，分析方法采用毕肖普法，滑面分析类型采用自动搜索法。计算出的安全系数与上面的整体稳定性得出的相同，均满足设计要求。详细结果如图23所示。图22外部稳定性结果图23外部稳定性详细结果这样加筋土挡土墙的验算，包括倾覆滑移验算、承载力验算、内部稳定性验算、整体稳定性验算和外部稳定性均满足规范要求了。用户可以点击主菜单栏中的文件-打印计算书，即可生成一份美观详尽的计算书。