衡重式挡土墙计算实例(20210216212801)

1、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二7m,填土高a=14o 2叫填料容重二18KN /m3,根据内摩擦等效法换算粘土的二42 ,基底倾角： 0=5o 71垢工材料选择7o 5号砂浆砌25号片石，容重为 f 23KN /rrr ,砌体 jan 90QkPa , Jj = 90kpa, t u-90kpa,Lwn-140kpa，地基容许承载力4- J 430kpa，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：H7m, H i 3. 18m, H2=4o 52m,

2、 H30. 7m, B 1 1 o 948m, B2=2. 46叫 B32. 67m, B42o 6m,B41 =2o 61m, B21 =0. 35m , Bn=1 o 27m ,h=0. 26mt tan 0 o 311 tan r- 2 = 0。25tan j =0.05 tan : =1 ： 1 o 75b=8X 1.5+ 2+6.2 X 1.75= 24. 85m ；图1挡土墙计算图式:3。3o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HiXoo 311 + Bhtan 二,Hi3. 18 0o 3111.27=0o713o 18:1 =35o 3

3、7=29o 74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：11弓90二 33. 1221190=14o 9 022其中；二 arcs in二47。85Sin CP对于衡重式的上墙，假象墙背二,而且：二，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v0,则: b H1【an鼻凶【an 寸0 =Hia面交与坡面，与假设相符。24.85 318 0.311 4273.18+14.2=1.3 tan 弓=0.65，所以第破裂cos1 申一牛）3o 3.1.2 土压力计算 土压力系数：K=583Hi=H, m itaZ=

4、3.88 F)1 tan : i tan :E1=2HV2K =78.99 ( KN )Eix=EiCOS : i 讦:沪 43.14(KN)Eiy= EiSin 冷亠 G i=66.17 ( KN )EiH= EiCoSi 心亠：亠：o=36.34( KN)Eiv= EiSini：糾亠：亠 6 =70.13 ( KN )作用于实际墙背上的土压力为：Ej)x= Eix=43.14 ( KN )Eiy = Eixt3n : 1=13.42( KN)土压力对验算截面的弯矩:Hi*7h/=- = 1 QQ ( m、M eZE“Z, =13.42 X 1.55 43o 14X 1O 29二- 34O

5、85 ( KN. m )3o 3o 1o 3上墙自重及弯矩计算Wi=1 /2(0. 8+1 o 948 ) X 3. 18X23二 100.49( KN )0. 820. 8 1o 948 1o 94822 0o 8 1.948 0. 05 3。18乙二二0。 795( m)3八(0o8+1.948)M,= 100- 49 0o 795 二 79.93 (KN.m )3o 3.2截面应力验算、N,=Ey W=113o 91 ( KN )5FTEj(二43。14 ( KN )M% M .=45 o08 (KNo m )B v Mei-2 、二0.578B i /4=0o 487N,vNimin_

6、1 區=45.62kpa 90kpa . Bi直剪应力：讦X Hi-fovNi/Bi=- 1.24490kpa ,其中f。为垢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:Z H-0o 5Y.B2+tan j X Ni+fCZ H tan j Z NJA-0=0o 347Z H,ta njZ N f0 P Z H 0. 5B2 + ta n j 匸 NJ tan J AA2 1 =1O 405，所以二二54. 56斜剪应力:hl ta n 一fo 1 一 ta njtaBiCOS? j 二 H1 fota1 一ta njta nrnr 1 0 2ta nr ta nv一f。2=3

7、9.82kpa a H , tan6=11 o 86 ( m)故下墙的破裂面交于边坡，这与假设相符。3. 4O 2o 土压力计算：土压力系 Ko二0。25数：2# 丄左、Li 丄si n (W+ESicos a 2C0S ( a 2 +2)1+ J1P % 子 CqSa? + 5 2 .lacapuP )2h0,1 tan: ,tan :K,=1+- =3. 73 且 ho = H,=5. 215, HfH 3=3. 82( m)H21 + tanot2 tanf5E2二1 H/ 2K K *= 122O 47 ( KN)E2y= E2Sin(0(2+62)二 14。84( KN )Z2x二B

8、2-n 122* 895 (m)2y 22 1 xzE2x= E2 CoS (0F+&2 片 121.56 ( KN )土压力对验算截面产生的弯矩：H2hoZ2y= -=1.74 (m)33K1上墙的土压力对验算截面的弯矩：Zix=Zix+H 2=5o 37 (m) Ziy=H2tan jBl + Bn-Zixtam i二3(m)M E2二ElyZly E2yZ2y El X Zl x E2 X Z2 x = 359 3*1 (KNo R1 )3.4.3.墙身自重及对验算截面产生的弯矩:Wi=100o 49( KN)ZZ, H ,tan j 二0。954 ( m)W2二Bi B2 B11 H

9、2 k 二249. 43 ( KN)2r(3- 2182 4-3.218 X 2。46 + 2O 462 ) + (2 x 3.218 + 2。46 F (0。05 乂 3O 82 )Z2=1.53 ( m)3 3.218 2o 46W二 Wi+ W2=349o 92 ( KN )M 八WZ，WZ二477。5( KNO m )图4衡重台上填料及弯矩计算图式WEi 二 1 HH, tan： /-tan：.二49。3 (KN)21We2 B, H f36. 35 (KN)We 二W e 什 W e2=85o 65 (KN)Mwe= IWe? 2H ,tan： , BWEI 2H /tan： 1一H

10、 ,tan： . W: Htan j 0o 83=248o 19(KNo m)3.4.5.截面强度验算：、M 2 二M E, M1二366. 37 (KN. m )NE1( E2y Wt W=516. 58 (KN )B2 v M 2e? -=0o 52B 2/4=0.622 - N2 476. 32kpa V 900kpa : l 一56O 34kpa a -140kpa:、N2剪应力验算：。=x H2f0* N2 /Bf 17o 05(0应力验 CJ12 _ 算：B3. 5. 4. 2.稳定验算：41a)滑动稳定方程：p7 05kpa”30kpa;,满足要求。140. 39kpa c 43

11、0kpa U1. 1W me ） +YQ, Eiy + E3y+（E/E3X ）tan（0 卩 + 1O 1W-=-WE HQ, （E/E3y %arv。-%i（Eix+E3X）二55。480 ,式中小为土压力分项系数，根据规范取值为1.4, J为基底摩擦系数取值为 0o 4抗滑动稳定系数KC按下式计算：PW 4-WE+ (Eix +E3x )KC=亠 1/ 1=1.321.3Elx E3x w We tan：.所以抗滑动稳定性满足要求。b)抗倾覆稳定方程0o 8 M 0M E3=122.6 0抗滑动稳定系数Ko按下式计算：Ko”亠亍严& =1o 67 1o 5E ZE ZIX IX 3x 3

12、x所以扌冗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.由于验算时抗滑动稳定系数只比要求值略大，所以施工时可以适当采取一定措施增加 抗滑动稳定性，如挡土墙基础地面设置混凝土凸樺，以增加挡土墙的抗滑稳定性。2* 丄 ml 丄 J SinUsin ( -0)cos2 阿 Cosll +w ) 1 +j一;7T;%n139m3 2. 81 2. 673W4二1 2 Bsh k=7. 98( KN ) ,12乙 B4 B3 =1.W二 Wi +W2+W3+W4二407. 764 ( KN ),3Mw=WiZi UZ 2WZ3+W4乙二697. 32 ( KNo m )3.5o 3.衡重台上填土重及对基底截面的弯矩计算：We二We二85. 65 (KN)M