《路基路面》课程设计(挡土墙设计与验算)

3挡土墙的设计和管理3.1设计资料3.1.1墙的构造在本设计任务段中，k67k67670的横截面左侧的坡度很陡，为了减少填土量，缩小边坡，提高路基的稳定性，计划在本段中设置重力式堤坝挡墙，其尺寸请参见挡墙设计图。预定采用灰浆石仰斜式路堤挡土墙，墙高H=8m，墙顶填土的高度为顶宽、底宽、壁背背斜、坡度为-0.25:1、(=-14.04 )，基底倾斜、坡度为(=11.18 )，壁体的段长为10m。3.1.2车辆负荷根据路基设计规范(JTG 2004)，车辆荷载便于计算，简化了换算成路基填土的均布土层，可采用全断面布荷载。换算成土层厚:是基于规范和调查表的为壁后填土容积重3.1.3土壤地质状况填土是粘土、土的附着力、内摩擦角、壁背和填土间的摩擦角、容积重是粘性土地基、容许承载力为，基摩擦系数为0.38。3.1.4墙的素材采用7.5号砂浆、25号片石，容积重为3的规范：块的容许压缩应力为，容许剪应力为，容许拉伸应力为。3.2壁背土压力计算当挡土墙基础一般深埋于壁趾前土体的被动土压力Ep中时，考虑到各种自然力和人畜活动的作用，会安全地偏离，一般忽略被动土压力，只计算主动土压力。本设计任务段的堤防挡土墙采用二级台阶，分析方法采用“力多边形法”，根据粘性土公式计算土压力的边坡坡度计算如下图4.1挡土墙设计图3.2.1破裂面的计算假设断裂面与载荷中央相交，Ao=a H 2h0a H2=(2 8 20.694) (2 8)/2=56.94=23/2 (30.75 )0. 6940.58 (822.020.694 )0. 249=18.93其中：断裂角：3.2.2管理破裂面是否在载荷内从破裂面开始脚后跟(HA)TG=(82)TG3836=7.99m从负荷的内缘到脚后跟-H tg b d=80.249 3 0=4.99m从负荷外缘开始脚后跟-H tg b d lo=80.249 3 0 7.5=12.492m假设4.997.9912.49满足要求。3.2.3主动土压力计算3.2.4土压力作用点的位置确定3.3壁体截面特性的计算3.3.1截面积A1=28=16mA2=2.2950.55=1.26m米A3=2.2950.45/2=0.516 m米A=A1 A2 A3=17.776m米3.3.2从各截面重心到壁手指的水平距离：X1=2.255 90.25-2 /2-80.25/2=2.5 m米x2=(2. 252.25/50.25 )/2.55/20.25=1. 25米x3=(0. 02.25 (2. 252.25/50.25 ) )/3=1. 5米从墙的重心到墙的手指的水平距离=(10.82.280.720.77.811.59 )/17.776=2.382墙壁重力：G=k Ai=2317.776=408.848kN3.4墙壁的稳定性管理3.4.1滑动稳定性管理管理采用了“极限状态区段系数法”。滑坡稳定方程：=1. 1408.848.40 (7. 88151.360.2 )-0.50 0. 38 (1. 1408.848.407.88 )0.2-1. 40151.36.30=71.4380将数据代入方程式进行计算，满足要求。对滑动的稳定性满足要求。3.4.2抗性稳定性管理管理采用了“极限状态区段系数法”。倾霸稳定方程式：=0. 8408.8482.382.3 (7. 882.67-151.362.14 )0. 50=385.370将数据代入方程式进行计算，满足要求，因此抗性的稳定性能够满足要求所以，抗性的稳定性满足要求3.4.3基应力和合力偏心距离管理为了防止挡土墙的基础应力超过基础承载力，应该进行基础应力管理，同时为了避免挡土墙不均匀下沉，要控制作用在挡土墙基础上的合力偏心距离。基础地面压力轴心负荷作用时：=(408.8481.2.47.88 ) cos1. 4151.36sin=533 kn因此=533 (2.291 )=232.75 kpa =350 kpa基础地面压力满足要求。偏心负荷作用时作用于基底的合力偏心距离=408.8482.382.882.14-2.78151.36/408.848.88=1.36偏心距离和基础地面压力均满足要求。地基承载力电阻值：地基应力设计值应满足地基承载力电阻值的要求，满足以下各式：图1所示挡土墙的基础宽度大于3m，埋入深度大于0.5m，因此如下=3500.318 (3- 2.25 ) 1.618 (2.1-0.5 )=400.85轴心负荷作用时，=232.75400.85偏心负荷作用时，=319.71400.851.2=481.02因此，地基的承载力电阻值满足要求。3.4.4壁体截面强度的计算(1)强度计算、要求：ak=0.69是轴力偏心的影响系数按米的长度计算，结果如下=1. 05 1. 2408.8481.416.06 =538.748 kn=0.692.299002.31=615.62kN所以，强度能满足要求。(2)稳定计算：的要求：在其中=110. 0026.98 (6.98-3 ) 116 (0.215/2.29 ) =0.942因为=0.769589.792=579.91kN，所以稳定性满足要求。3.4.5正