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摘要：本文应用北京理正岩土系列软件挡土墙设计模块，计算保健路路桥工程辅道1、辅道5，悬臂式、扶臂式挡土墙上加载隧道光过度后在不同荷载组合挡土墙稳定性的验算。为今后我院在设计挡土墙应力加载的验算工作中，提供一些借鉴。
关键词：北京理正 挡土墙 隧道光过度 稳定性验算
中图分类号： C35 文献标识码： A
1、前言
保健路路桥工程辅道1、辅道5均采用悬臂式、扶臂式两种不同的挡土墙。（见图1、图2）并且挡土墙的高度，各部件尺寸不尽相同。
为提高行车安全，应建设单位要求在隧道口增设隧道光过度构件设计，（见图3）。已知隧道光过度采用24m钢梁方案。钢梁落在挡墙处的集中力为28kn。间距为0.8m（靠近隧道口），0.9m，1m，总长度为60m。
挡土墙在新增加荷载后，必须要对原挡土墙稳定性进行验算，验算内容包括，各种不同组合荷载下：挡土墙滑动稳定性验算、倾覆稳定性验算，地基应力及偏心距验算、墙趾板强度计算、墙踵板强度计算及立墙截面强度验算。
根据计算结果不同的组合得出各组合最不利结果：分别为(一) 滑移验算；(二) 倾覆验算；(三) 地基验算；(四) 墙趾板强度计算；(五) 墙踵板强度计算；(六) 立墙截面强度验算。（篇幅限制，计算结果未全部列出）该验算结果，是此隧道光过度构件方案设计的必要条件。
计算前。因辅道1，和辅道5，结构类似，挡土墙基础相同高度不同，故只需验算易发生倾覆、自重更大的底部同尺寸，其他挡土墙也应必需进行验算。
2设置软件
选择挡土墙设计模块后，弹出一个对话框：选择悬臂式挡土墙（扶臂式挡土墙）。（见图4）
按照图纸的尺寸，依次输入所有的墙身尺寸相关的参数：（见图5）
再根据工程实际情况，输入坡线土柱的情况：（见图6）
※在“附加外力”按钮单击，在分别输入（0.2,0）作为加入挡土墙的被动土压力作为隧道光过度集中应力的荷载：并根据构件的分布密度计算出作用力的大小，和作用的角度（向下垂直为270度）（见图7）
再根据地质勘查报告的结果，输入挡土墙填土的土的物理参数及力学参数，以及挡土墙钢筋混凝土结构的相关参数：（见图8）
最后确定荷载组合，根据结构的实用性确定结构重要性系数。
全部输入完成后，点击“挡土墙验算”。（见图9）
软件会根据，录入的全部信息，计算挡土墙的稳定性。
3开始计算
由于篇幅限制，本文仅仅列出（辅道1,10#悬臂式挡土墙的计算结果，其他挡土墙计算可以类似操作）
计算结果如下：
计算项目： 悬臂式挡土墙 1
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
（受于篇幅，对挡土墙各项参数，填土参数，及受力状态的描述省略）
[土压力计算] 计算高度为 7.000(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角 = 28.830(度)
按假想墙背计算得到:
第1破裂角： 24.500(度)
Ea=183.661 Ex=108.148 Ey=148.442(kN) 作用点高度 Zy=1.901(m)
因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在
墙身截面积 = 4.980(m2)重量 = 124.500 kN
整个墙踵上的土重 = 137.614(kN) 重心坐标(1.143,-4.333)(相对于墙面坡上角点)
墙趾板上的土重 = 25.560(kN) 相对于趾点力臂=0.715(m))
(一) 滑动稳定性验算
基底摩擦系数 = 0.500
采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基础底面宽度 B= 4.300 (m)
墙身重力的力臂 Zw = 1.848 (m)
Ey的力臂 Zx = 3.648 (m)
Ex的力臂 Zy = 1.901 (m)
作用于基础底的总竖向力 = 744.117(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1471.722(kN-m)
基礎底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 1.978(m)
基础底压应力: 墙趾=214.628凸榫前沿=212.694 墙踵=131.473(kPa)
滑移力= 108.148(kN)抗滑力= 553.671(kN)
滑移验算满足: Kc =5.120 > 1.300
滑动稳定方程验算：
滑动稳定方程满足: 方程值 = 347.053(kN) > 0.0
(二) 倾覆稳定性验算
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩= 205.539(kN-m)抗倾覆力矩= 1677.262(kN-m)
倾覆验算满足: K0 = 8.160 > 1.500
倾覆稳定方程验算：
倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1349.305(kN-m) > 0.0
(三) 地基应力及偏心距验算
基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力
作用于基础底的总竖向力 = 744.117(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1471.722(kN-m)
基础底面宽度 B= 4.300 (m) 偏心距 e = 0.172(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.978(m)
基底压应力: 趾部=214.628踵部=131.473(kPa)
最大应力与最小应力之比 = 214.628 / 131.473 = 1.632
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.172 <= 0.167*4.300 = 0.717(m)
墙趾处地基承载力验算满足:压应力=214.628 <= 252.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:压应力=131.473 <= 273.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:压应力=173.050 <= 210.000(kPa)
(四) 立墙截面强度验算
[距离墙顶 3.250(m)处]（其他距离省略）
截面宽度B' = 0.400(m)
截面剪力Q= 12.671(kN)
截面弯矩M= 8.243(kN-m)
截面弯矩M(标准值)= 8.243(kN-m)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.02% < Us_min=0.21%
抗弯受拉筋:As =858(mm2)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.016(mm)。
（受制于篇幅，第2~4种组合计算方法省略）
保存计算结果，对其他挡土墙相应改动，便可进行其他挡土墙的稳定性验算：
经过计算：所有挡土墙均处于稳定状态，可以在此挡土墙上布设该类型的隧道光过度构件。
4、结束语
通过使用北京理正软件，可以减少了大量的、重复的人工计算。在完成第一次挡土墙计算后，只需要另存一个文件后，在原计算文件上稍做相应修改就可完成其他挡土墙的计算，非常快捷方便。同时也可根据北京理正软件计算挡土墙其他的一些受力情况进行计算。另外北京理正软件还有其他的应用模块，例如可以计算边坡稳定性，软土地基处理，降水沉降分析，水力学等等很多与工程相关的计算，值得我们更深入的去研究学习。
参考文献
[1]雷兵荣应用理正岩土5.11计算重力式挡墙相关参数讨论山西建筑2011
[2]何善国高衡重式挡土墙后多层填土填筑层序及分层厚度优劣比较研究中国农村水利水电2011
本文作者：张书良，1980年生，工程师，工学硕士，道路与铁道工程专业，从事道路设计工作。
关键词：北京理正 挡土墙 隧道光过度 稳定性验算
中图分类号： C35 文献标识码： A
1、前言
保健路路桥工程辅道1、辅道5均采用悬臂式、扶臂式两种不同的挡土墙。（见图1、图2）并且挡土墙的高度，各部件尺寸不尽相同。
为提高行车安全，应建设单位要求在隧道口增设隧道光过度构件设计，（见图3）。已知隧道光过度采用24m钢梁方案。钢梁落在挡墙处的集中力为28kn。间距为0.8m（靠近隧道口），0.9m，1m，总长度为60m。
挡土墙在新增加荷载后，必须要对原挡土墙稳定性进行验算，验算内容包括，各种不同组合荷载下：挡土墙滑动稳定性验算、倾覆稳定性验算，地基应力及偏心距验算、墙趾板强度计算、墙踵板强度计算及立墙截面强度验算。
根据计算结果不同的组合得出各组合最不利结果：分别为(一) 滑移验算；(二) 倾覆验算；(三) 地基验算；(四) 墙趾板强度计算；(五) 墙踵板强度计算；(六) 立墙截面强度验算。（篇幅限制，计算结果未全部列出）该验算结果，是此隧道光过度构件方案设计的必要条件。
计算前。因辅道1，和辅道5，结构类似，挡土墙基础相同高度不同，故只需验算易发生倾覆、自重更大的底部同尺寸，其他挡土墙也应必需进行验算。
2设置软件
选择挡土墙设计模块后，弹出一个对话框：选择悬臂式挡土墙（扶臂式挡土墙）。（见图4）
按照图纸的尺寸，依次输入所有的墙身尺寸相关的参数：（见图5）
再根据工程实际情况，输入坡线土柱的情况：（见图6）
※在“附加外力”按钮单击，在分别输入（0.2,0）作为加入挡土墙的被动土压力作为隧道光过度集中应力的荷载：并根据构件的分布密度计算出作用力的大小，和作用的角度（向下垂直为270度）（见图7）
再根据地质勘查报告的结果，输入挡土墙填土的土的物理参数及力学参数，以及挡土墙钢筋混凝土结构的相关参数：（见图8）
最后确定荷载组合，根据结构的实用性确定结构重要性系数。
全部输入完成后，点击“挡土墙验算”。（见图9）
软件会根据，录入的全部信息，计算挡土墙的稳定性。
3开始计算
由于篇幅限制，本文仅仅列出（辅道1,10#悬臂式挡土墙的计算结果，其他挡土墙计算可以类似操作）
计算结果如下：
计算项目： 悬臂式挡土墙 1
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
（受于篇幅，对挡土墙各项参数，填土参数，及受力状态的描述省略）
[土压力计算] 计算高度为 7.000(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角 = 28.830(度)
按假想墙背计算得到:
第1破裂角： 24.500(度)
Ea=183.661 Ex=108.148 Ey=148.442(kN) 作用点高度 Zy=1.901(m)
因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在
墙身截面积 = 4.980(m2)重量 = 124.500 kN
整个墙踵上的土重 = 137.614(kN) 重心坐标(1.143,-4.333)(相对于墙面坡上角点)
墙趾板上的土重 = 25.560(kN) 相对于趾点力臂=0.715(m))
(一) 滑动稳定性验算
基底摩擦系数 = 0.500
采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基础底面宽度 B= 4.300 (m)
墙身重力的力臂 Zw = 1.848 (m)
Ey的力臂 Zx = 3.648 (m)
Ex的力臂 Zy = 1.901 (m)
作用于基础底的总竖向力 = 744.117(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1471.722(kN-m)
基礎底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 1.978(m)
基础底压应力: 墙趾=214.628凸榫前沿=212.694 墙踵=131.473(kPa)
滑移力= 108.148(kN)抗滑力= 553.671(kN)
滑移验算满足: Kc =5.120 > 1.300
滑动稳定方程验算：
滑动稳定方程满足: 方程值 = 347.053(kN) > 0.0
(二) 倾覆稳定性验算
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩= 205.539(kN-m)抗倾覆力矩= 1677.262(kN-m)
倾覆验算满足: K0 = 8.160 > 1.500
倾覆稳定方程验算：
倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1349.305(kN-m) > 0.0
(三) 地基应力及偏心距验算
基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力
作用于基础底的总竖向力 = 744.117(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1471.722(kN-m)
基础底面宽度 B= 4.300 (m) 偏心距 e = 0.172(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.978(m)
基底压应力: 趾部=214.628踵部=131.473(kPa)
最大应力与最小应力之比 = 214.628 / 131.473 = 1.632
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.172 <= 0.167*4.300 = 0.717(m)
墙趾处地基承载力验算满足:压应力=214.628 <= 252.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:压应力=131.473 <= 273.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:压应力=173.050 <= 210.000(kPa)
(四) 立墙截面强度验算
[距离墙顶 3.250(m)处]（其他距离省略）
截面宽度B' = 0.400(m)
截面剪力Q= 12.671(kN)
截面弯矩M= 8.243(kN-m)
截面弯矩M(标准值)= 8.243(kN-m)
截面抗剪验算满足，不需要配抗剪腹筋
抗弯拉筋构造配筋:配筋率Us=0.02% < Us_min=0.21%
抗弯受拉筋:As =858(mm2)
最大裂缝宽度：鋐max = 0.016(mm)。
（受制于篇幅，第2~4种组合计算方法省略）
保存计算结果，对其他挡土墙相应改动，便可进行其他挡土墙的稳定性验算：
经过计算：所有挡土墙均处于稳定状态，可以在此挡土墙上布设该类型的隧道光过度构件。
4、结束语
通过使用北京理正软件，可以减少了大量的、重复的人工计算。在完成第一次挡土墙计算后，只需要另存一个文件后，在原计算文件上稍做相应修改就可完成其他挡土墙的计算，非常快捷方便。同时也可根据北京理正软件计算挡土墙其他的一些受力情况进行计算。另外北京理正软件还有其他的应用模块，例如可以计算边坡稳定性，软土地基处理，降水沉降分析，水力学等等很多与工程相关的计算，值得我们更深入的去研究学习。
参考文献
[1]雷兵荣应用理正岩土5.11计算重力式挡墙相关参数讨论山西建筑2011
[2]何善国高衡重式挡土墙后多层填土填筑层序及分层厚度优劣比较研究中国农村水利水电2011
本文作者：张书良，1980年生，工程师，工学硕士，道路与铁道工程专业，从事道路设计工作。