资源描述：
《运用加筋土原理设计新型挡土结构》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第12卷第1期大连水产学院学报Vol.12No.11997年3月JOURNALOFDALIANFISHERIESUNIVERSITYMar.1997研究简报运用加筋土原理设计新型挡土结构*左军(大连海事大学修膳科,大连116024)摘要本文是加筋土原理在工程实践中应用的一个实例。文中对加筋土挡土墙的工作原理、组成以及挡土板、拉筋、回填料的结构、材料与计算作了概括介绍。关键词加筋土;挡土板;拉筋;回填料中图分类号TU36加筋土是一种在土体中加入筋条(拉筋)的复合土。在土体中加入适当数量的拉筋能够大大提高土体的强度与整体稳定性。应用这种原理,一种新型的支挡结构——加筋土挡土墙诞生
2、了。加筋土技术的应用在国内外已有悠久的历史,在早期的土木工程中,人们就在土壤中放入枝条、草绳、毛石等筋料来加固土体。在本世纪六十年代,法国、日本等30多个国家已利用加筋土技术相继建造了5000多项加筋土结构工程并收到了显著的效果。加筋土技术应用范围十分广阔,包括:挡土墙、桥台、护岸、提坝、沉淀池、半地下仓库、建筑物基础、核电站反应堆等结构。目前,加筋土技术已被世界各国所重视和研究。我国的加筋土技术在南方地区的应用较多,但在北方地区却很少尝试。随着社会生产力的不断发展和人们对审美的需要,作为一种新技术,加筋土的应用和发展有着美好的前景。本文就大连钢厂加筋土挡土墙这一工程实例,对
3、钢筋混凝土加筋土挡土墙原理作以简要介绍。1工程概况本工程位于大连市甘井子区金家街大连钢厂职工大学附近的山脚下。此挡土墙用于阻挡山脚下的土体塌方与移动,其上部为活动场地。本工程始建于1989年10月,于1989年12月峻工,工期为二个月。墙高15m,长100余米。挡土板为“十”字型钢筋混凝土板,拉筋为钢筋混凝土拉杆,墙后回填料为山皮土。经近7年的使用结果表明,整个墙体未出现变形、裂缝和沉降,并且外表造型美观、大方,为当地增添一美景。图1为该挡土墙的全貌。收稿日期:1996-07-15第1期左军:运用加筋土原理设计新型挡土结构652钢筋混凝土加筋土挡土墙的工作原理及结构计算2.1
4、钢筋混凝土加筋土挡土墙的组成钢筋混凝土挡土墙由三部分构成:①钢筋混凝土挡土板;②钢筋混凝土拉杆(拉筋);③墙后回填料(回填土)。挡土墙的构成如图2所示。2.2加筋土挡土墙的工作原理加筋土挡土墙是靠挡土板、拉筋及土体三者间的图1钢筋混凝土挡土墙全貌协同工作来维持平衡的。在此结构中,拉筋作为关键构件,它起着联系挡土板与土体的作用,当拉筋与土体间产生足够的摩擦力时,整个加筋土结构维持平衡,从而使挡土墙后的土体达到稳定状态。加筋土结构单元的受力状态如图3所示。由图可知,当土体产生破坏时,在土体中会产生一个破裂面。破裂面左边的土体称为不稳定区,破裂面右边的土体称为稳定区。在拉筋的埋设全
5、长中,埋于不稳定区的拉筋长度为无效长度LA;埋于稳定区内的拉筋长度为有效长度LB。当土体受到外力和自重图2钢筋混凝土加筋土挡土墙的构成作用时,在土体内部将会产生竖直压应力ev和水平向侧压力eH。由ev所引起的土体与拉筋间的摩擦力,在稳定区为ef在不稳定区为ef′。图中B,C两点间阴影部分的土侧压力将与摩擦力ef′相互抵消,从而阴影部分的土体处于平衡状态。阴影部分以外的土体侧压力eH使土产生运动。由于受到66大连水产学院学报第12卷挡土板的阻碍,土的侧压力eH由挡土板承受,然后挡土板将这部分力传给拉筋,当拉筋从稳定区获得充足的摩擦力ef时,土体与挡土板处于平衡状态。由此可见,土
6、体与拉筋间的摩擦力是整个结构的关键。而拉筋是整个结构的关键构件。2.3加筋土挡土墙的计算简介图3加筋土结构单元受力图在加筋土挡土墙的[1]计算中,主要按力学平衡原理分别计算拉筋的强度、长度、抗拉安全验算以及加筋土结构的整体稳定性验算。2.3.1拉筋拉力Ti的计算Ti=KAVHiSxSy(1)式中:Ti——第i层拉筋的拉力;KA——回填土的主动土压力系数;V——回填土的容重;Hi——第i层拉筋至挡土墙底距离;Sx——挡土板单元拉筋的水平距离;Sy——挡土板单元拉筋的竖直距离。3本工程回填土采用山皮土,取KA=0.33,V=20kN/m,以上数第1层拉筋为例,令H1=15m,Sx
7、=1.0m,Sy=0.75m,代入式(1)中得T1=0.33×20×15×1.0×0.75=74kN以下各拉筋拉力如表1所注。2.3.2拉筋钢筋断面计算为增加钢筋与混凝土的摩擦力,钢筋选用Ⅱ级钢筋。Ti=[eL]Si(2)式中:Ti——第i层拉筋拉力;[eL]——钢筋的允许拉应力;Si——第i层钢筋的断面。4对于Ⅱ级钢筋,[eL]=34×10kPa为统一钢筋规格,方便施工,故取Ti=74kN将上述数字代入(2)式可得4T74×102S==42.2cm[eL]34×102由于S=πr(3)式中:r——钢筋
