适应河床局部形态条件的柔性挡土墙(1)程力学(2)

有砼护面和有锚固网的石笼挡土墙，其锚固网是锚固在墙体背后的土体中（图7）。有了锚固网就可以减小墙体横断面，这样也会使接土墙更经济，因为墙不能像悬臂梁式的工作，所以计算弯曲力矩减小了。

柔性挡土墙的计算。包括挡土墙冲刷计算、挡土墙强度计算；确定挡土墙任一断面上的应力和墙基础底面应力、挡土墙倾覆计算和挡土抗滑计算。

防止柔性挡土墙地基被冲刷的主要方法，是设置柔性护底。护底的放置深度应低于河床底（图8、9）。按照护底的埋深，决定其所需宽度。护底应是柔性的我们的看法是，最有前景的护底应量石笼箱、加筋毛石砼和混合型。现在在切列克河上已建成并正在运用着这类护底（图10）。

挡土墙作用范围的水流水力学是个复杂问题。还没有一个概括水流同护岸建筑物相互作用的公式，还没有揭开相互作用现象的实质。推荐的护岸工程计算方法是基于经验公式。这些公式完全可以用于设计。

分析水流作用区挡土墙的工作表明，挡土墙的损坏，到逐渐完全被破坏，多数是因为没有正确的选定建筑物基础的埋置深度。在实际中有这种情况，挡土墙地上部分建造的很好，但由于其地下部分埋置深度不够，在地基附近形成冲坑，使建筑物完全损坏。因此，确定挡土墙作用区冲刷坑尺寸及减小冲坑的方法，就是我们计算的主要任务之一。

护岸工程的设计和运用实践表明，确定挡土墙护底宽度的方法，可以采用阿勒塔摩诺夫建议的方法，该方法是基于天然观测数据，可适用于山前河流。

根据阿勒塔摩诺夫的试验，在形成环流的堤防区，假定流入的流量，在流向开始偏向的开始断面处流量为q（图8），则这部分流量q₀。可分成两部分：下部流量q_下，对河底有冲刷作用，

q_下=βq₀ （4）

上部流量q_上，对挡土墙基础没有冲刷作用（图9）。

q_上=q₀(1-β) （5）

系数β与挡土墙导致的水流偏向长有关，可按下式确定

β=0.25l^0.25

与α角有关的连续挡土墙对环流条件有不同影响。α对冲刷坑尺寸的影响可以用系数k_α计入，k_α可以用试验方法确定：

堤防地基的冲刷坑深度，可按下式确定

h=(h₀+ar)k_α （7）

式中r—冲坑的水力学半径，可按与c值和河床土料的允许流速v有关的图确定

a和c—与比值ψ=d∶d有关的系数，d和d—水流泥沙平均直径和最大直径，或者是建筑物断面处的河床土料平均直径和最大直径；h₀和v₀—日常条件下水流平均水深和流速。

防止挡土墙地基冲刷的护底宽f，可按下面关系式确定（图9）

式中—冲坑面积；h_p=ar-冲坑深；h₁—护底埋置在平均河床底以下深。

在确定作用在挡土墙上的土压力时，认为回填土料是理想的松散体。为了挖的计算，作用在倾角不大的挡墙面上的主动土压力，可以取水平向。

为了计算挡土墙断面，可以有两种方案：挡土墙工作如悬臂梁，并以此计算墙的断面面积；另一种是挡土墙如铰接，对这种情况，可以取作双支梁计算。如有的情况，锚固网的数目多于两个，这种情况就属于静不动系统。为了得到计算简图，应建立弯矩图和横向力图，并计算最大荷载。

如果由外部荷载计算的横向力，没有超过砼的内力，那么，在横向力作用下的倾斜断面强度就有保证。用下式检验形成倾斜裂缝的条件，

q(0.6*r_bt*b*h₀) （10）

式中r_bt—砼轴向受拉时的计算强度，当砼等级为b15时，r_bt=0.75兆巴，b=1.0米。

如果满足这个条件，那么，在横向力的作用下就不会产生裂缝。

纵向筋的选取和计算应按最不利的方案—钢筋网从土体中被拉出的情况进行。在这种情况下锚固网的最大拉应力等于钢筋网摩擦力的两倍。

f=2f_摩擦 （11）

式中 f—钢筋网从土体中被拉出时的最大拉应力；f_摩擦—当钢筋网从土体中被拉出时，钢筋网骨架同土体一个接触面的静摩擦力

f_摩擦=p*tgφ=γ*h*l*tgφ （12）

式中p—网上面土体重；γ—回填土料容重；h—钢筋网上面土层高；l—钢筋网长； φ—回填土料内摩擦角

当计算挡土墙温度变形时，必须确定可能的温度变形，其确定公式为

δl=l*α*δt （13）

式中δl—挡土墙一个网的绝对温度变形；l—挡土墙一个网长度，l=10米； α—砼线型扩展系数α=1.5×10^-5×k^-1。

例如，最冷的一天和最热的一天温度差为δt=50℃。

δl=l*α*δt=10*1.2*10_-5*50=6毫米

这样，可能的温度变形为6-10毫米，因此，应当设置结构—变形缝。

共2页: 2