２０１８年 第１期（總第２８７期）
黑龍江交通科技
ＨＥＩＬＯＮＧＪＩＡＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＫＥＪＩ
Ｎｏ．１，２０１８
（ＳｕｍＮｏ．２８７）
分析重力式擋土墻穩定性影響因素
王李云
（貴州省玉屏公路管理段，貴州銅仁 ５５４０００）
摘 要：針對重力式擋土墻的穩定性影響因素，主要分析面坡和背坡的傾斜度、墻底的傾斜坡率與摩擦系數，以及土體的內摩擦角與粘聚力這六種因素對墻體安全系數（抗傾覆、抗滑移動）的影響，以此為擋土墻設計提供可靠的依據。關鍵詞：重力式擋土墻；穩定性；影響因素 中圖分類號：Ｕ４１７ １＋
１ 文獻標識碼：Ｃ 文章編號：１００８－３３８３（２０１８）０１－００５２－０２
收稿日期：２０１７－０９－１３
作者簡介：王李云（１９７０－），男，貴州貴陽人，工程師，研究方向：工程管理。
１ 計算分析
１．１ 面坡和背坡的傾斜度
（１）面坡傾斜度
如果其它幾種影響因素保持不變，則隨著面坡傾斜度的不斷減小，墻面傾角變小，墻體自身穩定
性提高。在墻面為垂直狀態時，即墻面傾角為９
０°、面坡傾斜度為０°，則墻體抗傾覆及抗滑移動的穩定
系數都穩定在０
．６２的水平。當面坡傾斜度不斷減小時，墻體抗傾覆及抗滑移動的穩定系數分別以０．３７和０．
０６的變化率發生變化，可見墻體抗傾覆的穩定系數有著相比較大的變化率，說明墻體抗滑移動的穩定系數在面坡傾斜度發生改變時表現的并不敏感，但這兩個穩定系數都是以線性趨勢增長。
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２）背坡傾斜度在仰斜型式的重力式擋土墻中，隨著背坡傾斜度不斷減小，墻體自身穩定性提高；而俯斜型式的重力式擋土墻則完全相反，隨背坡傾斜度不斷增大，墻體自身穩定性提高。對于墻體的抗傾覆與抗滑移動，二者受背坡傾斜度變化的影響分別有０．２６和０．０５的敏感性系數，可見抗滑移動受背坡傾斜度的影響相比較小，這與規范提出的計算方式有一定關聯。對于抗滑移動的穩定系數而言，其計算屬于力學平衡，而在滑動面中，該系數是抗滑力與下滑力的商，僅受平面力制約；對抗傾覆的穩定系數，其計算主要屬于力矩平衡，在某些特定點位，該系數是抗傾覆力矩與傾覆力矩的商，除了受平面力影響，還與力的具體作用位置有關。１．２ 墻底的傾斜坡率與摩擦系數
（１）墻底傾斜坡率墻底傾斜坡率越大，抗傾覆與抗滑位移的穩定系數均越高，這是因為伴隨墻底傾斜坡率不斷增大，墻體自身重力抗傾覆力臂與壓力分力都明顯變大，力矩也顯著增大。在各項條件保持不變的基礎
上，若墻底為水平，則此時的抗傾覆有１
．９５２的穩定系數，可以滿足現行規范提出的要求，而抗滑移動則有０．７５２的穩定系數，無法滿足實際要求。二
者的變化率為０
．０３與０．０４，相差較小，說明敏感程度相近。
（２）墻底摩擦系數
該影響因素主要和墻底土地的種類、材料與地基等有關。隨著墻底摩擦系數不斷增大，墻體抗傾覆的穩定系數保持不變，而抗滑移動的穩定系數卻明顯增大，產生這一現象的原因為摩擦系數的不斷增大會使抗滑力變大，抗滑移動的穩定系數隨之增大，但不會對抗滑力矩造成任何影響，因此抗傾覆
的穩定系數可以保持不變。如果摩擦系數為０
，則墻體抗滑位移的穩定系數不超過０
．５，說明墻底土體具有的粘聚力無法滿足抗滑穩定的要求，應提高墻底與土體之間的摩擦力，以此確保穩定性。墻底的摩擦力對于墻體抗傾覆的穩定系數基本無影響，說明無論是和材料粗糙度，還是土體種類都沒有關聯，其數值為２．０４，可滿足實際要求。１．３ 土體的內摩擦角與粘聚力
（１）土體內摩擦角
隨著土體內摩擦角的不斷增大，無論是抗傾覆還是抗滑移動的穩定系數都明顯增大，這是因為土體抗滑力和內摩擦角成正比。如果土體內摩擦角等于０，也就是土體是達到飽和狀態的淤泥，則墻體
抗傾覆與抗滑移動的穩定系數為０
．５３與０．２４，均無法滿足要求，必須在此土體上修筑擋土墻。二者的變化率為０．０７與０．１７，說明抗傾覆對于內摩擦角的變化較為敏感。
（２）土體粘聚力
隨著土體粘聚力不斷增大，墻體穩定性提高，特別是墻體的抗傾覆穩定系數增大的速度較快，因為粘聚力可以在滑移表面提供抗滑力，在抗滑力明顯增大以后，穩定系數隨之變大。對于均質土體而言，大多形成圓弧型式的滑動面，存在一定滑動力，
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２５·
第１期王李云：分析重力式擋土墻穩定性影響因素總第２８７期并在圓弧的半徑不斷增大的情況中，力矩的升高必
然會使抗傾覆變大。如果土體粘聚力等于０，則當
基礎采用凈砂時，墻體抗滑移動與抗傾覆都無法滿
足要求，而這變化率分別為０．１９和１．５６，說明抗傾
覆受粘聚力的影響較為敏感。這是因為隨粘聚力
的不斷增大，土體破壞面上的抗滑力明顯變大，而
且圓弧形破壞面的半徑也會增大，由于抗傾覆力矩
是這一半徑與抗傾覆作用力的乘積，所以抗傾覆較
為敏感。
２ 不同影響因素的影響程度
在計算分析過程中，部分因素的變化會對墻體
自身穩定性造成較大影響，也就是屬于敏感性的影
響因素，也有部分因素不會造成太大影響，也就是
屬于不敏感的影響因素。因此，需分析掌握不同影
響因素具有的敏感性，進而找出關鍵因素，為設計、
施工提供可靠依據，實現提高設計工作效率的目
標。
通過以上分析與計算，可得出表１所示的不同
影響因素對于墻體安全系數的實際變化率。
表１ 不同影響因素對于墻體安全
系數的實際變化率
安全系數
變化率
面坡傾
斜度
背坡傾
斜度
墻底傾
斜坡率
墻底摩
擦系數
土體內
摩擦角
土體粘
聚力
抗滑移動０．０６０．０５０．０４０．１２０．０７０．１９
抗傾覆０．３７０．２６０．０３０．０００．１７１．５６
由表１可知，在眾多影響因素中，抗滑移動有著十分接近的面感性，變化率在０．０５～０．１９范圍內，最敏感的因素是土體粘聚力，最不敏感的因素是背坡傾斜度。抗傾覆安全系數的變化率浮動較大，以土體粘聚力最高，墻底的摩擦系數其次，再次是面坡與背坡傾斜度，墻底傾斜坡率影響最小。
３ 總 結
（１）重力式擋土墻墻體抗滑移動的穩定系數和上述提到的六種因素都有一定關系，而且這六種因素所造成的實際影響十分相近，在進行墻體設計時，可結合現場條件，對這些因素進行針對性調整。
（２）重力式擋土墻墻體抗傾覆的穩定系數和墻底摩擦系數沒有直接關系，主要受土體粘聚力影響，其次是墻體形狀。基于此，在實際的設計工作中，需綜合考慮墻體所在具體位置地質情況，以及墻后填土性質，以此給出最佳的設計方案。
（３）綜上所述，工程所在地區的地質條件是制約墻體自身穩定性的關鍵因素，在進行優化設計時，應給予足夠的重視，而且在必要的情況下還需采取特殊工程措施，對場地地質進行改善，從而有效提高墻體的穩定性。
參考文獻：
［１］ 周智海，王燦，陳芳．重力式擋土墻穩定性影響因素分析［Ｊ］．公路與汽運，２０１５，（２）：１２６－１２８，１６０．［２］ 吳周明，傅軍健．帶凸榫擋土墻的穩定性影響因素分析［Ｊ］．工程建設與設計，２０１５，（１０）：６７－６９．［３］ 謝黎黎．淺談幾個重要因素對重力式擋土墻穩定分析的影響［Ｊ］．人民珠江，２０１３，（３）：８５－８８．
（上接第５１頁）
的施工設備主要包括水準儀、全站儀、推土設備與起重機，３６ｍ高的龍門支架１臺，一個１５ｔ重錘。在實際操作中，重錘可以掛在起重機的掛鉤上，當重錘掛在距離路基土壤層１５ｍ處之后，可以利用卷揚機上的鋼繩將重錘穩定，待重錘穩定下來之后，可以讓重錘自由下落，進行夯實工作。
具體夯實工藝如下：施工人員需要在卷揚機等施工設備進入施工場地之后，將施工場地清理干凈，然后利用全站儀與水準儀測量施工場地高程，并標志出要夯實的具體位置，將重錘對準夯實位置；將起
重機中上的重錘下放，利用重錘的沖擊力來夯實土壤；重錘夯實完畢后，需要在土壤上停留一定時間，施工人員利用全站儀與水準儀二次測量高程。夯實完畢后，施工人員要添平夯坑，在測量高程的過程中，施工人員需要根據工程的實際情況，將高程數據詳細記錄下來，并保證高程數據的準確性，為以后的測量人員提供幫助。
２．３ 質量檢測
道路軟土路基施工完畢后，施工人員需要進行質量檢測，測量土壤壓實度，施工人員可以在土壤深度６００～１０００ｍ２處，選擇３點，并從土壤夯實面上，選擇６０～１１０ｃｍ深處的土壤為樣本，檢測土壤密實度。已經夯實過的土壤，部分路基土層較厚，檢測人員可以將該處挖開，進行二次夯實。根據大量實驗數據表明，夯實之后的土壤與沒有夯實的土壤，土壤密實度提高５％～９％左右。
３ 結束語
綜上所述，在道路工程中采用強夯法施工技術，不但能夠保證工程的施工進度，還能夠有效減少環境污染。但是，道路工程中的施工人員在實際施工中，仍然會遇到很多問題，這就需要道路工程中的施工人員不斷學習國內外先進的施工知識，提高自身的施工技能，從而保證我國道路工程能夠更好的發展。
參考文獻：
［１］ 黃東海．強夯法施工技術在市政道路軟土路基處理中應用措施探討［Ｊ］．江西建材，２０１６，（１２）：１４５－１４６．［２］ 梁鴻甲．強夯法施工技術在道路軟土路基處理中的應用探討［Ｊ］．黑龍江科技信息，２０１５，（３５）：２６６．［３］ 張志輝．市政道路軟土路基處理中強夯法施工技術的應用［Ｊ］．科技傳播，２０１６，（１０）：１７０－１７１．
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