1 承重墙和地球压力
两种类型承重墙:
- 重力枪(自身重力)
- 嵌入(墙的抗弯能力和抗剪强度+土的结构影响(由于地球压力的重新分布))
两种类型的稳定结构:
1.外部稳定: 滑坡,侧翻,承载力
2.内部稳定:剪切失败,滑动
地球压力+ 有效应力:
侧向力=karZ(r=有效的)
力和压力:
F=Strees*A
主动被动静止压力:
主动,墙背离土,这个土就是主动的
被动,墙向土壤移动,有个推力,因此。压力会越来越大。
如何计算K的值
1.朗肯:(无cohesion 力),墙面光滑 ,足够的运动能够到达弹性平衡,所有的力都与地面平面平行。stress的分布是与深度相成正比的,因此是一个三角形方向。
2. 朗肯-bell,考虑上土壤的Cohesion力(为什么主动的时候 还要减上那个cohesion项,感觉摩擦力会给土壤一个向下的力)
3. 库伦:
考虑墙的摩擦力,Wedge 的在失败的那个面上以及承重墙的部分表面构成的区域的极限应力平衡状态。特点 考虑的是大概情况
对主动压力计算的还可以,但是对被动的话会多估计
4.• Caquot & Kerisel Charts
主动压力像主动压力,被动压力比库伦更加有实际运用价值
5. Trial wedge method
- 可用于不规则的土地表面
- 土地包含基层不同的土壤,界面不是水平的
- 渗透有出现
- 有几种的载荷出现
Tension Crack 的产生: ,(当crack里面填充满水的时候,水压力要考虑)
当有表面施加力的情形:
Stress=Ka/Kp q(压力大小)
44页那个 B是什么意思?
47页
1. 计算多层土的有效应力的时候,可以把上层土等效看成 surcharge, 用Kq计算值(不会随深度改变而改变)
2. 当C不等于零,需要用朗肯,Bell改良公式,也就是需要带上根号下的那个式子
算主动压力和被动压力:好像不需要考虑水(因为这个式子好像是针对于土壤的)
需要和带上水的压力的那种题型区分一下
3.土壤交界处的压力有两个值(同一个点,不同的值(不同的K值,不同的C值导致了是否用Bell的那个公式,以及乘以的系数不同))
48页图里面蓝色的线是干嘛的 不知道。
Compaction Pressure:
后填土的压紧会造成墙的侧向压力增大
压填压力考虑:
1.可服务性计算serviceability
2.结构设计
不用考虑:对于无支撑站立时间的最终应力状态
填土压力:
K值的选择,加入挡土墙能够足够的移动,K=Ka。假如是不下降的刚体结构,K=K0
对于一个承接填充坡的墙,由地球压力引起的compaction 和50页图的最终平面的值相同(不是很懂)
第50页这个图看不懂
非刚体细墙(悬臂被卡在岩石里) 行为和刚体墙(重力墙)不同
非刚体墙可以重新分配压力(相对刚度和相对运动)
承重墙的稳定性II:、
Ultimate Limit State (ULS): 能够产生一些结构破坏在主要的结构里面(最糟糕的情况),撕裂,结构的屈服
Serviceability Limit State (SLS) :可服务标准不能用
承重墙内部的稳定性失败:
- 整体失去稳定,可以用极限平衡法去判定。承重墙的上面和下面都应该被考虑稳定性。
- 侧滑:由于shear failure 的原因,shear key可以增加shear 的抵抗力。
- overtunning failure: 沿着墙角旋转,压力的大小和相应的力臂很重要。检查overtunning 不需要是的the middle third rule 与可服务性标准相符合。
4. 承载力失败:
SLS
为了防止墙倾斜,墙应该与合力在中部三分之一成比例(The middle thirld rule就是这个)。
假如the middle third rule 适用,则不用检查overtunning
疑问: Where the eccentricity e is negative (i.e. N acts at a distance > B/2 from
wall toe), the middle third rule need not apply.
全局因素方法: 部分因素方法
极限状态设计中ULS和SLS的步骤比较:
正常能力极限状态:这种要求要低点
承载能力极限状态:就是要破坏的那个state
middle third rule 和 eccentircity 好像是一个东西
全局参数
部分参数:
全局参数,部分参数选择。如果你的建设是和建筑条例相关的们需要global。没选择,就是global。不用和building department打交道就可以灵活
Code选择:
取决于你的项目(private or goernment 表面或者下界面有不同的)。
全局:
算出推力,算出阻力。用安全系数去做评估(FOS有,但是局部不要这个参数)
部分:
cohesion friction需要乘以一个系数。做任何分析,所有参数都factored。如果墙有摩擦力,也需要考虑这个情况。
两种类型的参数需要factored: cohesion , loading (permeability这里 10的原因,10是10倍没听清)
水很麻烦:1.与时间有关2.与空间也有关
有流动的话就不是静态平衡。画出两个极限状态(水流动前到停止流动)
retaining wall 的地下水处理:
1.用较大颗粒的填土,下面的fine soil会dry。材料不好找,对大规模的retaining wall。pipelin需要不被堵住。
2.用过滤层(多孔的).
例题2
GCO 1-90 (blue book)
Flexible retaining wall
框架:
- 极限设计
- 可服务性
土壤结构分析,不能手算出来
悬臂墙: (5 meter, 7) fast ,checp
ULS
假定一个旋转中心
piping failure:
把土壤冲出来了。(可以将墙搞得深一点)
(浮力大于土的重力)
局部破坏:墙有空洞
整体破坏:water flow 引起的
用 curtain的方法(听得不是很清)进行uplift浮力的减少,避免了其失败的可能。(反正就是插的很深可以解决)
地基失败:(挖得太深,侧面的土壤压挖掘了的部分,造成挖掘的部分蹦出来)
支撑(strut)墙 flex
有支撑,比上个(唯一区别) 提供一个更大的passive 力(很常见)
shooping mall , car park ,basement 很常见
可以搞得很深
diving wall (很硬,能够到很深的地方,但是很贵)
ULS:
kick-out failure (特殊之处)
上面有支撑,下面部分没有支撑,下面部分的压力贼大
下方failure
seepage 一样(两种极端情况)
1.不考虑seepage safe
2.有 seepage。
为什么发生了渗流之后水压 active 一端会减小,passive一端会增大??
如果场地里面有impemeability 层,根据说压力,一系列算出来之后,需要用的是 seeppage 4.0那个,这样这个结果就不可以 5.4那个要靠谱点。
香港 沉降很严格
支撑力,可以用 模型算。也可用 tersaki 算 。把压力分布成一小块一小块来计算承担支撑力。还有不同的土质情况 算不同的压力分布。
土壤结构影响
推荐的总结:
不管用什么方法都要确认failure mode
新的模型 都要经过 back analysis
依赖于经验。大多数的失败都是poor condition 和 没有监管好
适当的评价水压很重要。模型需要监管矫正
场地控制:
过度的挖掘(需要在一定的米数之前,贴上H形状的wall)
碰到 boudler 的sheet pile wall 提前被破坏。因为太硬了
有的时候 wall 或者 strut 会和foundation 或者 其他建筑工作一起同时进行。
比较 190 和 C580的区别:
C580 要交performanc 报告。
需要检查阶段性的 failure C580有框架检查这个。190没有清楚说这个。
190 很少用,除非在外国,欧洲。 580在HK很常用
numerial model 用来设计大多数 flexable retaining wall 设计
Plaxis 可以了解 到 deformation,如果有的话,可以进行矫正。也可以得到settlement信息。基于 stress 应变的关系。得到 strain
stress strain 必须要知道 stiffness (E),才可以算 strain 然后才可以算 settlement。
diving wall 的参数:
HK SLS 很严格(settelment 会影响周围设施,人口密度很大)
rigid retaining wall 考试
实际中 重力墙,bend 没有 fail,其实压力重新分布了。
Example:
1.首先了解 我们应该假设 需要design standard 需要 comply(这里告知 GEoguige1 edition 2)因此要用 partial factor 设计参数 (强度,load都要 factored)
2. 对于 ULS 和 SLS分别计算
ULS:global failure,collapse slideing rotating bearing capacity
SLS, carcking
ecctricity(需要用第三规则来检查) 关于 moment,
高度:6m ,被动的不考虑了,就像刚说的。
考虑三种失败方式:
1. slideing :需要force
SLS
2.rotation“: 选取旋转点,(角落的点 力臂垂直于 force,力的位置在压力图形分布的三分之一,从底开始(三角形的中心))
计算垂直方向的力臂:自重W2,计算 ,土壤W2的重量
W3是底座的重量(力臂选的是一般的位置)。
算出这三个力的总和,加起来=反抗力的大小。
水平方向的 让 这个墙failure,垂直方向的试图让这个稳定下来。
那个 0.43 的 没听太懂。
检查ULS(检查bearing 和slide):
因为这个是partial ,所以摩shear resistance 需要 factored ,因此得到的 Ka 也是 处理过的摩擦角得到的结果,然后按照常规方法,算出压力分布,算出相应的力。
单位重量不需要 factored。
检查 slide:
因为水平的力会将墙往左边推,墙底会有一个相反的力抵抗(通过factored 之后的摩擦角,乘以支撑力(高中摩擦力的计算方法。 抵抗力乘以tanfactored之后的摩擦角))。
判断 主动土力是否 大于 抵抗力。
检查 bearing capacity: (之后不用讲)
SLS 。 tilting, 根据geoguide edition 2, 当 middle third rule 满足了之后,moment equilibrum就会满足
3. bear capacity
Foundation: