衡重式挡土墙计算实例.doc

_第三章 挡土墙设计3.1. 设计资料浆砌片石衡重式挡土墙，墙高H=7m，填土高a=14.2m，填料容重,根据内摩擦等效法换算粘土的，基底倾角=5.71圬工材料选择7.5号砂浆砌25号片石,容重为，砌体，地基容许承载力，设计荷载为公路一级，路基宽32m。3.2. 断面尺寸（如图1）过综合考虑该路段的挡土墙设计形式为衡重式，初步拟定尺寸如下图，具体数据通过几何关系计算如下：H=7m，H1=3.18m，H2=4.52m，H3=0.7m，B1=1.948m，B2=2.46m，B3=2.67m，B4=2.6m，B41=2.61m，B21=0.35m，B11=1.27m，h=0.26m， =0.25=0.05 =1:1.75，b=81.52+6.21.7524.85m；图1挡土墙计算图式：3.3. 上墙断面强度验算3.3.1 土压力和弯矩计算:3.3.1.1 破裂角作假象墙背=0.71 假设第一破裂面交于边坡，如图2所示：图2上墙断面验算图式：根据公路路基设计手册表3-2-2第四类公式计算：=33.1=14.9其中=47.85对于衡重式的上墙，假象墙背=，而且,即出现第二破裂面。设衡重台的外缘与边坡顶连线与垂直方向的角度为，则：=1.3=0.65，所以第一破裂面交与坡面，与假设相符。3.3.1.2 土压力计算土压力系数：K=0. 583 =3.88（m）E1=78.99（KN） E1x=E1=43.14（KN）E1y= E1=66.17（KN） E1H= E1=36.34（KN）E1V= E1=70.13（KN）作用于实际墙背上的土压力为：= E1x=43.14（KN） = E1x=13.42（KN）土压力对验算截面的弯矩：Z1y=1.29（m） Z1x=B1=1.55（m）=13.421.5543.141.2934.85（KN.m）3.3.1.3 上墙自重及弯矩计算W1=1/2（0.8+1.948）3.1823100.49（KN）Z1=0.795（m）（KN.m）3.3.2 截面应力验算=113.91（KN） =43.14（KN）=45.08（KN.m）=0.578B1/4=0.487=45.62kpa90kpa直剪应力：=1.24490kpa，其中为圬工之间的摩擦系数这里根据规范取值为0.4。斜剪应力计算如下：=0.347=1.405，所以=54.56。斜剪应力：=39.82kpa=11.86（m）故下墙的破裂面交于边坡，这与假设相符。3.4.2. 土压力计算：土压力系数：=0.25=1+=3.73 且=5.215，=3.82（m）E2=（KN）E2x= E2=121.56（KN）， E2y= E2=14.84（KN）土压力对验算截面产生的弯矩：Z2y=1.74（m） Z2x=B2=2.895（m）上墙的土压力对验算截面的弯矩：=5.37（m）=3(m)（KN.m）3.4.3. 墙身自重及对验算截面产生的弯矩：W1=100.49（KN） =0.954（m）W2=249.43（KN）=1.53（m）W= W1+ W2=349.92（KN） =477.5（KN.m）3.4.4. 衡重台上填土重及弯矩计算：图4衡重台上填料及弯矩计算图式=49.3(KN) =36.35(KN)WE=WE1+WE2=85.65(KN)MWE=248.19(KN.m)3.4.5. 截面强度验算：=366.37（KN.m） =516.58（KN）=0.52B2/4=0.62=剪应力验算：=17.0590kpa3.5. 基底截面强度及稳定性验算：3.5.1. 土压力及弯矩计算：图5基底截面强度及稳定性验算图式H02=H2+0.26=4.78（m）=3.18，=0.25E3=（KN）E3x= E3=162.28（KN）， E3y= E3=19.81（KN）E3H= E3=159.5（KN）， E3V= E3=35.86（KN）土压力对验算截面产生的弯矩：Z3x=1.88（m） Z3y=B3=2.14（m）=6.07（m） =3.39(m)（KN.m）3.5.2. 墙身基础自重及对基底截面产生的弯矩：W1=100.49（KN）=1.344（m）W2=249.43（KN）=1.92（m）W3=49.864（KN），W4=7. 98（KN）， =1.76（m）W= W1 +W2+W3+W4=407.764（KN），=697.32（KN.m）3.5.3. 衡重台上填土重及对基底截面的弯矩计算：=85.65(KN)=281.59(KN.m)3.5.4. 基底截面应力和稳定验算：3.5.4.1. 偏心距及基底应力验算：=678.67KN) =596.96（KN）=244.93（KN）=0.1680，式中为土压力分项系数，根据规范取值为1.4，为基底摩擦系数取值为0.4抗滑动稳定系数Kc按下式计算：Kc=1.321.3所以抗滑动稳定性满足要求。b) 抗倾覆稳定方程=122.60抗滑动稳定系数K0按下式计算：K0=1.671.5所以抗倾覆稳定性满足要求。综合上述计算，该挡土墙尺寸符合要求，验算合格。