２０１８年 第１期（总第２８７期）
黑龙江交通科技
ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩ
Ｎｏ．１，２０１８
（ＳｕｍＮｏ．２８７）
分析重力式挡土墙稳定性影响因素
王李云
（贵州省玉屏公路管理段，贵州铜仁 ５５４０００）
摘 要：针对重力式挡土墙的稳定性影响因素，主要分析面坡和背坡的倾斜度、墙底的倾斜坡率与摩擦系数，以及土体的内摩擦角与粘聚力这六种因素对墙体安全系数（抗倾覆、抗滑移动）的影响，以此为挡土墙设计提供可靠的依据。关键词：重力式挡土墙；稳定性；影响因素 中图分类号：Ｕ４１７ １＋
１ 文献标识码：Ｃ 文章编号：１００８－３３８３（２０１８）０１－００５２－０２
收稿日期：２０１７－０９－１３
作者简介：王李云（１９７０－），男，贵州贵阳人，工程师，研究方向：工程管理。
１ 计算分析
１．１ 面坡和背坡的倾斜度
（１）面坡倾斜度
如果其它几种影响因素保持不变，则随着面坡倾斜度的不断减小，墙面倾角变小，墙体自身稳定
性提高。在墙面为垂直状态时，即墙面倾角为９
０°、面坡倾斜度为０°，则墙体抗倾覆及抗滑移动的稳定
系数都稳定在０
．６２的水平。当面坡倾斜度不断减小时，墙体抗倾覆及抗滑移动的稳定系数分别以０．３７和０．
０６的变化率发生变化，可见墙体抗倾覆的稳定系数有着相比较大的变化率，说明墙体抗滑移动的稳定系数在面坡倾斜度发生改变时表现的并不敏感，但这两个稳定系数都是以线性趋势增长。
（
２）背坡倾斜度在仰斜型式的重力式挡土墙中，随着背坡倾斜度不断减小，墙体自身稳定性提高；而俯斜型式的重力式挡土墙则完全相反，随背坡倾斜度不断增大，墙体自身稳定性提高。对于墙体的抗倾覆与抗滑移动，二者受背坡倾斜度变化的影响分别有０．２６和０．０５的敏感性系数，可见抗滑移动受背坡倾斜度的影响相比较小，这与规范提出的计算方式有一定关联。对于抗滑移动的稳定系数而言，其计算属于力学平衡，而在滑动面中，该系数是抗滑力与下滑力的商，仅受平面力制约；对抗倾覆的稳定系数，其计算主要属于力矩平衡，在某些特定点位，该系数是抗倾覆力矩与倾覆力矩的商，除了受平面力影响，还与力的具体作用位置有关。１．２ 墙底的倾斜坡率与摩擦系数
（１）墙底倾斜坡率墙底倾斜坡率越大，抗倾覆与抗滑位移的稳定系数均越高，这是因为伴随墙底倾斜坡率不断增大，墙体自身重力抗倾覆力臂与压力分力都明显变大，力矩也显著增大。在各项条件保持不变的基础
上，若墙底为水平，则此时的抗倾覆有１
．９５２的稳定系数，可以满足现行规范提出的要求，而抗滑移动则有０．７５２的稳定系数，无法满足实际要求。二
者的变化率为０
．０３与０．０４，相差较小，说明敏感程度相近。
（２）墙底摩擦系数
该影响因素主要和墙底土地的种类、材料与地基等有关。随着墙底摩擦系数不断增大，墙体抗倾覆的稳定系数保持不变，而抗滑移动的稳定系数却明显增大，产生这一现象的原因为摩擦系数的不断增大会使抗滑力变大，抗滑移动的稳定系数随之增大，但不会对抗滑力矩造成任何影响，因此抗倾覆
的稳定系数可以保持不变。如果摩擦系数为０
，则墙体抗滑位移的稳定系数不超过０
．５，说明墙底土体具有的粘聚力无法满足抗滑稳定的要求，应提高墙底与土体之间的摩擦力，以此确保稳定性。墙底的摩擦力对于墙体抗倾覆的稳定系数基本无影响，说明无论是和材料粗糙度，还是土体种类都没有关联，其数值为２．０４，可满足实际要求。１．３ 土体的内摩擦角与粘聚力
（１）土体内摩擦角
随着土体内摩擦角的不断增大，无论是抗倾覆还是抗滑移动的稳定系数都明显增大，这是因为土体抗滑力和内摩擦角成正比。如果土体内摩擦角等于０，也就是土体是达到饱和状态的淤泥，则墙体
抗倾覆与抗滑移动的稳定系数为０
．５３与０．２４，均无法满足要求，必须在此土体上修筑挡土墙。二者的变化率为０．０７与０．１７，说明抗倾覆对于内摩擦角的变化较为敏感。
（２）土体粘聚力
随着土体粘聚力不断增大，墙体稳定性提高，特别是墙体的抗倾覆稳定系数增大的速度较快，因为粘聚力可以在滑移表面提供抗滑力，在抗滑力明显增大以后，稳定系数随之变大。对于均质土体而言，大多形成圆弧型式的滑动面，存在一定滑动力，
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２５·
第１期王李云：分析重力式挡土墙稳定性影响因素总第２８７期并在圆弧的半径不断增大的情况中，力矩的升高必
然会使抗倾覆变大。如果土体粘聚力等于０，则当
基础采用净砂时，墙体抗滑移动与抗倾覆都无法满
足要求，而这变化率分别为０．１９和１．５６，说明抗倾
覆受粘聚力的影响较为敏感。这是因为随粘聚力
的不断增大，土体破坏面上的抗滑力明显变大，而
且圆弧形破坏面的半径也会增大，由于抗倾覆力矩
是这一半径与抗倾覆作用力的乘积，所以抗倾覆较
为敏感。
２ 不同影响因素的影响程度
在计算分析过程中，部分因素的变化会对墙体
自身稳定性造成较大影响，也就是属于敏感性的影
响因素，也有部分因素不会造成太大影响，也就是
属于不敏感的影响因素。因此，需分析掌握不同影
响因素具有的敏感性，进而找出关键因素，为设计、
施工提供可靠依据，实现提高设计工作效率的目
标。
通过以上分析与计算，可得出表１所示的不同
影响因素对于墙体安全系数的实际变化率。
表１ 不同影响因素对于墙体安全
系数的实际变化率
安全系数
变化率
面坡倾
斜度
背坡倾
斜度
墙底倾
斜坡率
墙底摩
擦系数
土体内
摩擦角
土体粘
聚力
抗滑移动０．０６０．０５０．０４０．１２０．０７０．１９
抗倾覆０．３７０．２６０．０３０．０００．１７１．５６
由表１可知，在众多影响因素中，抗滑移动有着十分接近的面感性，变化率在０．０５～０．１９范围内，最敏感的因素是土体粘聚力，最不敏感的因素是背坡倾斜度。抗倾覆安全系数的变化率浮动较大，以土体粘聚力最高，墙底的摩擦系数其次，再次是面坡与背坡倾斜度，墙底倾斜坡率影响最小。
３ 总 结
（１）重力式挡土墙墙体抗滑移动的稳定系数和上述提到的六种因素都有一定关系，而且这六种因素所造成的实际影响十分相近，在进行墙体设计时，可结合现场条件，对这些因素进行针对性调整。
（２）重力式挡土墙墙体抗倾覆的稳定系数和墙底摩擦系数没有直接关系，主要受土体粘聚力影响，其次是墙体形状。基于此，在实际的设计工作中，需综合考虑墙体所在具体位置地质情况，以及墙后填土性质，以此给出最佳的设计方案。
（３）综上所述，工程所在地区的地质条件是制约墙体自身稳定性的关键因素，在进行优化设计时，应给予足够的重视，而且在必要的情况下还需采取特殊工程措施，对场地地质进行改善，从而有效提高墙体的稳定性。
参考文献：
［１］ 周智海，王灿，陈芳．重力式挡土墙稳定性影响因素分析［Ｊ］．公路与汽运，２０１５，（２）：１２６－１２８，１６０．［２］ 吴周明，傅军健．带凸榫挡土墙的稳定性影响因素分析［Ｊ］．工程建设与设计，２０１５，（１０）：６７－６９．［３］ 谢黎黎．浅谈几个重要因素对重力式挡土墙稳定分析的影响［Ｊ］．人民珠江，２０１３，（３）：８５－８８．
（上接第５１页）
的施工设备主要包括水准仪、全站仪、推土设备与起重机，３６ｍ高的龙门支架１台，一个１５ｔ重锤。在实际操作中，重锤可以挂在起重机的挂钩上，当重锤挂在距离路基土壤层１５ｍ处之后，可以利用卷扬机上的钢绳将重锤稳定，待重锤稳定下来之后，可以让重锤自由下落，进行夯实工作。
具体夯实工艺如下：施工人员需要在卷扬机等施工设备进入施工场地之后，将施工场地清理干净，然后利用全站仪与水准仪测量施工场地高程，并标志出要夯实的具体位置，将重锤对准夯实位置；将起
重机中上的重锤下放，利用重锤的冲击力来夯实土壤；重锤夯实完毕后，需要在土壤上停留一定时间，施工人员利用全站仪与水准仪二次测量高程。夯实完毕后，施工人员要添平夯坑，在测量高程的过程中，施工人员需要根据工程的实际情况，将高程数据详细记录下来，并保证高程数据的准确性，为以后的测量人员提供帮助。
２．３ 质量检测
道路软土路基施工完毕后，施工人员需要进行质量检测，测量土壤压实度，施工人员可以在土壤深度６００～１０００ｍ２处，选择３点，并从土壤夯实面上，选择６０～１１０ｃｍ深处的土壤为样本，检测土壤密实度。已经夯实过的土壤，部分路基土层较厚，检测人员可以将该处挖开，进行二次夯实。根据大量实验数据表明，夯实之后的土壤与没有夯实的土壤，土壤密实度提高５％～９％左右。
３ 结束语
综上所述，在道路工程中采用强夯法施工技术，不但能够保证工程的施工进度，还能够有效减少环境污染。但是，道路工程中的施工人员在实际施工中，仍然会遇到很多问题，这就需要道路工程中的施工人员不断学习国内外先进的施工知识，提高自身的施工技能，从而保证我国道路工程能够更好的发展。
参考文献：
［１］ 黄东海．强夯法施工技术在市政道路软土路基处理中应用措施探讨［Ｊ］．江西建材，２０１６，（１２）：１４５－１４６．［２］ 梁鸿甲．强夯法施工技术在道路软土路基处理中的应用探讨［Ｊ］．黑龙江科技信息，２０１５，（３５）：２６６．［３］ 张志辉．市政道路软土路基处理中强夯法施工技术的应用［Ｊ］．科技传播，２０１６，（１０）：１７０－１７１．
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