內容簡介
《理正岩土工程計算分析軟件應用:支擋結構設計》以理正岩土工程計算分析軟件6.5為平颱,全麵闡述瞭各種擋土牆設計的一般規定,對理正岩土工程計算分析軟件各個模塊中的相關參數提供瞭較為詳細的解釋,《理正岩土工程計算分析軟件應用:支擋結構設計》體係完整、內容翔實、資料豐富、圖文並茂、實用性強,是具有一定科學指導性的教學讀物。
《理正岩土工程計算分析軟件應用:支擋結構設計》內容包括重力式擋土牆設計、懸臂式與扶壁式擋土牆設計、加筋土擋土牆設計、錨定闆式擋土牆設計、土釘牆設計、錨杆擋土牆設計、邊坡穩定性分析、樁闆式擋土牆設計以及抗滑樁設計等。
《理正岩土工程計算分析軟件應用:支擋結構設計》可作為工科院校土木工程、交通工程、力學等專業高年級本科生、研究生學習理正岩土工程計算分析軟件的學習教材,也可以作為岩土工程、道路與鐵道工程技術人員學習理正岩土工程計算分析軟件的參考用書。
內頁插圖
目錄
第1章 概述
1.1 支擋結構的定義、分類及使用範圍
1.1.1 支擋結構的分類
1.1.2 支擋結構的特點
1.2 支擋結構的設計原則
1.3 支擋結構的設計
1.3.1 支擋結構設計準備工作
1.3.2 確定支擋結構方案
1.3.3 支擋結構布置和結構計算簡圖的確定
1.3.4 支擋結構分析與設計計算
1.3.5 支擋結構設計的成果
1.4 理正岩土軟件的特點及工程應用
1.5 理正岩土軟件基本操作流程
1.5.1 操作流程
1.5.2 基本操作指南
1.6 理正岩土軟件的安裝
1.7 理正岩土軟件的基本組成模塊
第2章 土壓力與滑坡推力
2.1 土壓力計算理論
2.2 土壓力的基本計算方法
2.2.1 土壓力的類彆
2.2.2 主動土壓力計算
2.2.3 被動土壓力計算
2.2.4 靜止土壓力計算
2.2.5 黏性填土的土壓力計算
2.3 特殊條件下的土壓力計算
2.3.1 摺綫形牆背土壓力計算
2.3.2 多層填土時的土壓力計算
2.3.3 有限範圍填土的土壓力計算
2.3.4 牆後填土有地下水時土壓力計算
2.3.5 填土錶麵不規則時土壓力計算
2.3.6 地麵超載作用下的土壓力計算
2.4 滑坡推力計算
2.4.1 概述
2.4.2 滑坡推力計算的基本原則
2.4.3 傳遞係數法計算滑坡推力
第3章 重力式擋土牆設計
3.1 一般規定
3.2 構造要求
3.3 設計計算內容與方法
3.3.1 滑動穩定性驗算
3.3.2 傾覆穩定性驗算
3.3.3 地基應力與偏心距驗算
3.3.4 牆身截麵強度驗算
3.3.5 整體穩定計算
3.4 理正岩土設計流程及參數詳解
3.4.1 交通行業擋土牆設計
3.4.2 建築行業擋土牆設計
3.5 重力式擋土牆例題
3.5.1 設計資料
3.5.2 驗算過程
3.5.3 結果分析
第4章 懸臂式與扶壁式擋土牆設計
4.1 一般規定
4.2 構造要求
4.3 懸臂式擋土牆設計計算內容與方法
4.3.1 牆身截麵尺寸的擬定
4.3.2 土壓力計算
4.3.3 擋土牆體內力計算
4.3.4 配筋設計
4.3.5 外部穩定性驗算
4.4 扶壁式擋土牆設計計算內容與方法
4.4.1 牆身截麵尺寸的擬定
4.4.2 土壓力計算
4.4.3 擋土牆體內力計算
4.4.4 擋土牆配筋設計
4.5 理正軟件設計流程及參數詳解
4.5.1 交通行業擋土牆設計
4.5.2 建築行業擋土牆設計
4.6 懸臂式擋土牆例題
4.6.1 設計資料
4.6.2 驗算過程
4.6.3 結果分析
第5章 加筋土擋土牆設計
5.1 一般規定
5.2 構造要求
5.3 設計計算內容與方法
5.3.1 內部穩定性驗算
5.3.2 外部穩定性驗算
5.3.3 整體穩定性驗算
5.3.4 浸水擋牆驗算
5.4 理正岩土設計流程及參數詳解
5.5 加筋土擋土牆例題
5.5.1 設計資料
5.5.2 驗算過程
5.5.3 結果分析
第6章 錨定闆式擋土牆設計
6.1 一般規定
6.2 構造要求
6.3 設計計算內容與方法
6.3.1 土壓力計算
6.3.2 整體穩定驗算
6.3.3 擋土闆、肋柱、錨杆內力計算
6.3.4 擋土闆、肋柱的配筋計算
6.3.5 錨定闆的內力及配筋計算
6.4 理正岩土設計流程及參數詳解
6.5 錨定闆式擋土牆例題
6.5.1 設計資料
6.5.2 驗算過程
6.5.3 結果分析
第7章 土釘牆設計
7.1 一般規定
7.2 構造要求
7.3 設計計算內容與方法
7.3.1 潛在破裂麵的確定
7.3.2 土壓力計算
7.3.3 土釘牆內部穩定驗算
7.3.4 土釘牆整體穩定性驗算
7.4 理正岩土設計流程及參數詳解
7.4.1 復閤土釘牆
7.4.2 超級土釘牆
7.5 土釘牆例題
7.5.1 設計資料
7.5.2 驗算過程
7.5.3 結果分析
第8章 錨杆擋土牆設計
8.1 一般規定
8.2 構造要求
8.3 設計計算內容與方法
8.3.1 肋柱和擋土闆的結構設計
8.3.2 錨杆結構設計
8.3.3 連接部分的結構設計
8.4 理正岩土設計流程及參數詳解
8.4.1 交通行業錨杆式擋土牆設計
8.4.2 建坡排樁式錨杆擋牆
8.4.3 建坡闆肋式錨杆擋牆
8.4.4 建坡格構式錨杆擋牆
8.5 錨杆擋土牆算例
8.5.1 設計資料
8.5.2 驗算過程
8.5.3 結果分析
第9章 邊坡穩定性分析
9.1 土質邊坡穩定性分析
9.1.1 砂性土坡的穩定性分析
9.1.2 均質黏性土土坡的整體穩定分析法
9.1.3 黏性土土坡穩定分析的條分法
9.2 岩質邊坡穩定性分析
9.2.1 平麵滑動岩坡穩定性分析
9.2.2 雙平麵滑動岩坡穩定性分析
9.2.3 多平麵滑動岩坡穩定性分析
9.2.4 楔形體滑動岩坡穩定性分析
9.3 理正岩土設計流程及參數詳解
9.3.1 岩質邊坡簡單平麵穩定分析
9.3.2 岩質邊坡復雜平麵穩定分析
9.3.3 土質邊坡穩定分析
9.4 岩質邊坡穩定性分析例題
9.4.1 設計資料(復雜平麵滑動)
9.4.2 驗算過程
9.4.3 結果分析
9.5 土質邊坡穩定性分析例題
9.5.1 設計資料(等厚土層土坡穩定計算)
9.5.2 驗算過程
9.5.3 結果分析
第10章 樁闆式擋土牆設計
10.1 一般規定
10.2 構造要求
10.3 設計計算內容與方法
10.3.1 土壓力
10.3.2 整體穩定性驗算
10.3.3 樁闆內力計算
10.3.4 樁闆強度(配筋)計算
10.4 理正岩土設計流程及參數詳解
10.5 樁闆式擋土牆例題
10.5.1 設計資料
10.5.2 驗算過程
10.5.3 結果分析
第11章 抗滑樁設計
11.1 一般規定
11.2 構造要求
11.3 抗滑樁設計計算內容與方法
11.3.1 滑坡推力計算內容
11.3.2 滑帶岩土強度指標及安全係數K值的選用
11.3.3 樁前反力及樁身受力計算方法
11.3.4 抗滑樁的內力、位移計算
11.4 理正抗滑樁設計流程及參數詳解
11.4.1 滑坡推力計算
11.4.2 抗滑樁的設計
11.4.3 抗滑樁綜閤分析
11.5 理正抗滑樁設計實例
11.5.1 設計資料
11.5.2 設計過程
11.5.3 結果分析
參考文獻
前言/序言
岩土工程是一門既富理論內涵而又實踐性非常強的綜閤性、交叉性學科,它涉及工程地質、土力學、基礎工程、結構設計及施工技術等諸多學科。近年來,隨著我國國民經濟的高速發展,大量的大型基礎設施在山區修建,帶來瞭大量的岩土工程問題,也促進瞭岩土支擋技術的快速革新。支擋結構形式已從單純依靠牆身自重來平衡邊坡土壓力和滑坡下滑力的重力式擋土牆,發展為采用支撐、土筋復閤結構以及錨固技術等多種新型、輕型支擋新技術。北京理正軟件股份有限公司的理正岩土工程計算分析軟件就是這一特定時期開發齣來的一種新的支擋結構設計軟件。
支擋結構設計是鐵路、公路、,水利、市政、規劃、地礦等行業經常碰到的設計難點,稍有不慎,即會釀成事故。其難點主要錶現在:情況復雜多變、計算內容繁多、計算過程繁瑣,手工設計難以勝任。北京理正憑藉其在岩土工程領域的超群的技術實力,精心研發瞭理正岩土工程計算分析軟件,該軟件適用範圍廣、考慮問題全麵、計算結果準確、計算速度快、操作簡便。目前理正岩土工程計算分析軟件的用戶已經遍及全國各大設計院、高校及科研院所,並在大量工程中得到應用。然而對於讀者而言,在軟件使用過程之中仍存在對相關設計參數概念不清、一知半解等問題,國內目前尚未有關於理正岩土工程計算分析軟件使用詳解的書籍齣版,因此非常有必要齣一本詳細解讀該軟件的操作及其工程應用的書籍。本書的撰寫恰是彌補這一領域的空白。為瞭便於讀者掌握和應用該軟件,編者結閤多年的工程實踐經驗,通過精心設計的各類型擋土牆算例,全麵闡述瞭各種擋土牆設計的一般規定,對各個模塊操作中遇到的相關參數提供瞭較為詳細的解釋,旨在為廣大讀者奉獻一本體係完整、內容翔實、資料豐富、圖文並茂、實用性強並具有一定科學指導性的教學讀物。
本書以理正岩土工程計算分析軟件6.5為平颱,共分11章。具體內容安排如下:
第1章概述。主要介紹瞭支擋結構的定義、分類及使用範圍,支擋結構的設計原則、支擋結構的設計方法、理正岩土工程計算分析軟件的特點及工程應用、軟件的基本操作及安裝流程、軟件的基本組成模塊。
第2章土壓力與滑坡推力。主要介紹瞭土壓力計算理論、土壓力的基本計算方法、特定條件下的土壓力計算、牆後填土有地下水時土壓力計算、填土錶麵不規則時土壓力計算、地麵超載作用下的土壓力計算、滑坡推力計算。
第3章重力式擋土牆設計。首先介紹瞭重力式擋土牆設計的一般規定、構造要求、設計計算內容與方法,然後對理正岩土軟件中的重力式擋土牆模塊的相關設計參數進行瞭詳細的解釋,最後結閤典型的重力式擋土牆工程實例,對該模塊使用過程中的相關規定及一般設計流程進行瞭詳細的說明。
第4章懸臂式與扶壁式擋土牆設計。首先介紹瞭懸臂式和扶壁式擋土牆設計的一般規定、構造要求、懸臂式和扶壁式擋土牆設計計算內容,然後對理正岩土軟件中的懸臂式和扶壁式擋土牆模塊的相關設計參數進行瞭詳細的解釋,最後結閤典型的懸臂式擋土牆工程實例,對該模塊使用過程中的相關規定及一般設計流程進行瞭詳細的說明。
第5章加筋土擋土牆設計。首先介紹瞭加筋土擋土牆設計的一般規定、構造要求、加筋土擋土牆設計計算內容,然後對理正岩土軟件中的加筋土擋土牆模塊的相關設計參數進行瞭詳細的解釋,最後結閤典型的加筋土擋土牆工程實例,對該模塊使用過程中的相關規定及一般設計流程進行瞭詳細的說明。
第6章錨定闆式擋土牆設計。首先介紹瞭錨定闆擋土牆設計的一般規定、構造要求、錨定闆擋土牆設計計算內容,然後對理正岩土軟件中的錨定闆擋土牆模塊的相關設計參數進行瞭詳細的解釋,最後結閤典型的錨定闆擋土牆工程實例,對該模塊使用過程中的相關規定及一般設計流程進行瞭詳細的說明。
第7章土釘牆設計。首先介紹瞭土釘牆設計的一般規定、構造要求、土釘牆設計計算內容,然後對理正岩土軟件中的土釘牆和復閤土釘牆模塊的相關設計參數進行瞭詳細的解釋,最後結閤典型的土釘牆工程實例,對該模塊使用過程中的相關規定及一般設計流程進行瞭詳細的說明。
第8章錨杆擋土牆設計。首先介紹瞭錨杆擋土牆設計的一般規定、構造要求、錨杆擋土培設計計算內容,然後對理正岩土軟件中的錨杆擋土牆模塊的相關設計參數進行瞭詳細的解釋,最後結閤典型的錨杆擋土牆工程實例,對該模塊使用過程中的相關規定及一般設計流程進行瞭詳細的說明。
第9章邊坡穩定性分析。首先介紹瞭土質和岩質邊坡穩定性分析的方法,然後對理正岩土軟件中的岩質邊坡和邊坡穩定性分析模塊的相關設計參數進行瞭詳細的解釋,最後結閤典型的邊坡工程實例,對該模塊使用過程中的相關規定及一般設計流程進行瞭詳細的說明。
第10章樁闆式擋土牆設計。首先介紹瞭樁闆式擋土牆設計的一般規定、構造要求、樁闆式擋土牆設計計算內容,然後對理正岩土軟件中的樁闆式擋土牆模塊的相關設計參數進行瞭詳細的解釋,最後結閤典型的樁闆式擋土牆工程實例,對該模塊使用過程中的相關規定及一般設計流程進行瞭詳細的說明。
第11章抗滑樁設計。首先介紹瞭抗滑樁設計的一般規定、構造要求、抗滑樁設計計算內容,然後對理正岩土軟件中的抗滑樁模塊的相關設計參數進行瞭詳細的解釋,最後結閤典型的抗滑樁工程實例,對該模塊使用過程中的相關規定及一般設計流程進行瞭詳細的說明。
本書可作為工科院校土木工程、交通工程、力學等專業高年級本科生、研究生學習理正岩土工程計算分析軟件的學習教材,也可以作為岩土工程、道路與鐵道工程技術人員學習理正岩土工程計算分析軟件的參考用書。
本書由王海濤、塗兵雄主編,高大、張景元、何永、閆帥為副主編,賈金青為主審。同時參加本書編寫的工作人員還有金慧、宋詞、高軍程、高仁哲、張小浩、吳躍東、申佳
地基深基礎設計理論與實踐 本書深入探討瞭地基及深基礎工程在現代土木工程建設中的關鍵作用,旨在為工程師、研究人員及相關專業學生提供一套係統、詳實的設計理論與實踐指南。從地基承載能力的基本原理到樁基、沉箱等各類深基礎的詳細設計方法,本書覆蓋瞭從初步勘察到最終施工的全過程。 第一部分:地基基礎工程概論與岩土力學基礎 本部分首先對地基與基礎工程的學科定位、發展曆程及其在工程中的重要性進行概述。隨後,詳細迴顧瞭岩土力學的基礎理論,包括土的物理力學性質(如密度、孔隙比、含水量、液塑限、滲透性等)及其測試方法。重點闡述瞭應力與應變、土的壓縮性與沉降分析,以及土體抗剪強度理論(如莫爾-庫侖理論)及其在工程分析中的應用。本部分還介紹瞭土體在荷載作用下的應力分布規律,並為後續章節中的基礎設計提供瞭必要的理論支撐。 第二部分:淺基礎設計 本部分專注於淺基礎的設計理論與方法。詳細講解瞭不同類型淺基礎(如獨立基礎、條形基礎、聯閤基礎、筏闆基礎)的適用條件、受力特性及設計步驟。深入分析瞭淺基礎的地基承載力計算,包括極限承載力與容許承載力,以及基於不同土體性質和荷載組閤的計算方法。此外,還討論瞭淺基礎的沉降計算與控製,包括瞬時沉降、固結沉降以及差異沉降的分析和對策。本部分強調瞭實際工程中的注意事項,如基礎埋深、地質條件變化的處理以及基礎與上部結構的連接設計。 第三部分:樁基設計 樁基作為最常見的深基礎形式,在本部分得到瞭詳盡的闡述。首先,介紹瞭幾種主要的樁基類型,包括摩擦樁、端承樁、復閤樁等,並分析瞭它們各自的工作原理和適用範圍。隨後,重點講解瞭單樁竪嚮承載力的確定方法,包括經驗公式法、規範推算法以及根據現地試驗(如靜載荷試驗)結果進行分析。深入探討瞭樁基的水平承載力計算,考慮瞭樁身材料、樁徑、樁長、土體性質以及荷載類型等多種因素。本部分還詳細闡述瞭樁基的沉降計算,包括單樁沉降和樁組沉降,以及樁的負摩阻力問題及其對抗措施。對於群樁基礎,詳細講解瞭樁的承載力相互影響、樁頂位移以及群樁效應的計算。此外,還涵蓋瞭樁基的施工方法(如鑽孔灌注樁、打入樁、擠土樁等)及其對設計的影響,以及樁基的動力響應和抗震設計。 第四部分:其他類型深基礎設計 除瞭樁基,本部分還涵蓋瞭其他幾種重要的深基礎類型。 沉箱基礎: 詳細介紹瞭沉箱的結構形式、施工工藝(如下沉、定位、封底)及其在水下或特殊地質條件下的應用。重點分析瞭沉箱在下沉過程中受到的側嚮土壓力、浮力以及底部阻力的計算,並討論瞭沉箱的穩定性和承載力。 地下連續牆: 闡述瞭地下連續牆作為一種防滲、支護和基礎功能的結構,其在大型基坑工程中的應用。分析瞭地下連續牆的受力機理,包括土壓力、水壓力以及結構自重的影響,並討論瞭其整體穩定性和變形控製。 大型整體式基礎: 涵蓋瞭大型箱型基礎、平闆基礎等,這些基礎通常用於承受較大荷載的構築物。重點分析瞭這類基礎的整體受力特性,以及在復雜荷載作用下的應力分布和變形分析。 第五部分:基礎動力特性與抗震設計 本部分將重點放在基礎的動力特性及其在地震作用下的設計。 土-結構動力相互作用(SSI): 深入探討瞭土壤和基礎結構之間的相互作用對工程地震響應的影響。講解瞭 SSI 的基本理論,以及它如何影響結構的動力特性,如固有頻率和阻尼比。 場地土的動力特性: 詳細介紹瞭場地土的動力參數(如剪切波速、阻尼比、場地放大係數等)及其測試方法,並分析瞭場地土對地震波傳播和放大的影響。 基礎的抗震設計: 依據現行的抗震設計規範,詳細闡述瞭各類基礎(包括淺基礎和深基礎)在不同地震烈度下的抗震設計要求。重點分析瞭基礎的抗震承載力、抗震變形以及抗震穩定性。針對樁基,特彆強調瞭液化場地樁基的抗震設計,包括樁身受力分析、樁側摩阻力變化以及樁頂位移控製。 第六部分:特殊地質條件下的基礎設計 本部分聚焦於在復雜或不良地質條件下進行基礎設計所麵臨的挑戰與對策。 軟土場地基礎: 詳細討論瞭軟土地基的特性(如低強度、高壓縮性、高靈敏度等),以及在軟土地基上進行基礎設計的原則和方法。重點介紹瞭軟土地基的處理技術,如換填、強夯、排水固結、樁基(如樁點、樁條、樁闆復閤地基)等,並闡述瞭不同處理方法的適用性與設計要點。 膨脹土場地基礎: 介紹瞭膨脹土的吸水膨脹、失水收縮特性及其對基礎産生的破壞力。分析瞭膨脹土場地基礎的設計原則,包括減脹、脹縮隔離、適應變形等,並討論瞭相應的處理措施,如迴填粘土、換填、增設脹縮縫等。 滑坡體或不穩定邊坡上的基礎: 闡述瞭在滑坡體或不穩定邊坡上進行基礎設計的特殊要求。分析瞭邊坡的穩定性對基礎荷載的影響,以及如何通過基礎形式的選擇、錨固措施、地基處理等來確保基礎的安全。 凍土地區基礎: 探討瞭凍土的融化、凍脹特性及其對基礎結構的影響。介紹瞭凍土地區基礎的設計原則,包括防凍脹、融沉,以及相應的處理措施,如增設防凍層、采用樁基、淺埋基礎等。 第七部分:基礎工程施工技術與質量控製 本部分從實踐角度齣發,對基礎工程的施工技術、質量控製和監測進行瞭詳細闡述。 施工工藝與技術: 詳細介紹瞭各種基礎類型(淺基礎、樁基、沉箱、地下連續牆等)的主流施工工藝、設備和技術要點。例如,對於樁基,會詳細介紹鑽孔灌注樁的成孔、清孔、下放鋼筋籠、混凝土灌注等過程;對於沉箱,會分析其下沉控製、對接、封底等關鍵技術。 質量控製: 強調瞭基礎工程質量控製的重要性,並給齣瞭具體的質量控製標準和檢測方法。包括原材料的檢測、施工過程的監控(如混凝土塌落度、強度、樁位偏差、樁身完整性等)以及最終成果的驗收。 施工監測: 闡述瞭施工過程中應進行的監測內容,如地錶沉降、地下水位、土體應力、結構變形等,以及監測數據的分析與應用,以便及時發現和處理施工中齣現的問題。 案例分析: 選取瞭若乾典型的、具有代錶性的基礎工程項目,對其設計理念、施工過程、遇到的挑戰以及最終的解決方案進行深入剖析,通過實際工程案例來加深讀者對理論知識的理解和應用。 本書力求理論聯係實際,內容全麵,結構清晰,語言嚴謹,是土木工程領域專業人士和學習者的寶貴參考資料。通過閱讀本書,讀者將能掌握地基深基礎設計的核心理論,熟悉各類基礎的設計方法和施工要點,並能在復雜工程實踐中運用所學知識,做齣科學閤理的設計決策,確保工程的安全與經濟。