GEO5中不同形式挡土墙墙身自重分项系数取值探讨

　　阐述了GEO5中俯斜式、直立式和仰斜式挡土墙墙身自重分项系数取值的理论依据，分析表明，GEO5的处理方式更加合理。

　　重力式挡土墙有三种形式：俯斜式、直立式和仰斜式。在GEO5中分别建立三种挡土墙形式的计算模型，并将「分析设置」按图1进行设置。

图1 分析设置界面

　　对三种不同形式的挡土墙，当我们进行基础底面截面强度验算时，细心的朋友会发现，俯斜式挡土墙的截面压力计算值将挡土墙自重视为不利荷载而乘以了γ_G=1.35，而直立式和仰斜式挡土墙却是将挡土墙自重视为有利荷载而乘以了γ_G=1.0。

　　若挡土墙仅受土压力作用，那么基底截面合力的偏心距一定位于截面中心左侧，因此，对俯斜式挡土墙，挡土墙重心位于基底截面中心的左侧（图2（a）），挡土墙自重增大会使得基底截面上压力的偏心距e的值增大；而对于另外两种情况，挡土墙重心位于基底截面中心的右侧（图2（b-c）），挡土墙自重会使得偏心距e的值减小。同时，偏心距e对砌体或混凝土的受压承载力Nu有影响。

　　《砌体结构设计规范（GB 50003-2011）》中截面抗压强度验算公式如下：

N<=Nu

其中：

　　N-轴力设计值　

　　Nu-截面抗压强度设计值

 　　如果我们将挡土墙自重视为不利荷载，将其乘以1.35增大，对俯斜式挡土墙，N和Nu均会增大，且N的增量大于Nu的增量；对于直立式和仰斜式挡土墙，N和Nu均会增大，但N的增量小于Nu的增量，因此对后两种挡土墙形式，挡土墙自重是有利作用。同时，无论圬工砌体挡土墙还是素混凝土挡土墙，其截面强度往往受偏心距控制，因此，对于后两种挡土墙，因为重力增大会减小截面偏心距e，所以挡土墙自重是有利的。

(a)俯斜式挡土墙

(b)直立式挡土墙

(c)仰斜式挡土墙  

图2 三种形式挡土墙重力作用点位置

　　因此，GEO5中将直立式和仰斜式挡土墙的自重视为有利荷载更加合理。