端墙式洞门计算

1、3.1 洞门结构设计计算3.1 .1计算参数计算参数如下：(1) 边、仰坡坡度1:0.5;(2) 仰坡坡脚 =63.5, tan& =2, a =6;(3) 地层容重 丫 =22kN/m3;(4) 地层计算摩擦角 =70;(5) 基底摩擦系数0.6;(6) 基底控制应力(T =0.8Mpa3.1 . 2建筑材料的容重和容许应力(1) 墙端的材料为水泥砂浆片石砌体，片石的强度等级为Mu100，水泥砂浆 的强度等级为M10。3(2) 容许压应力(T a=2.2MPa,重度 丫 t=22KN/ m。3.1.3洞门各部尺寸的拟定根据公路隧道设计规范(JTJ026-90),结合洞门所处地段的工程地质条件

2、， 拟定洞门翼墙的高度：H=12m;其中基底埋入地基的深度为1,0m，洞门翼墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度1.38m，洞门翼墙与仰坡间的的水沟深度为0.5m,洞门墙顶高出仰坡坡脚0.7m,洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平 距离为1.5m,墙厚2.0m,设计仰坡为1:1,具体见图纸。3.2.洞门验算3.2 . 1洞门土压力计算根据公路隧道设计规范(JTJ026-90),洞门土压力计算图示具体见图 3.2图3-4洞门土压力计算简图最危险滑裂面与垂直面之间的夹角：tan2 半 +tana tan 一+tan? )(tantan 名)(tan +tana)(1tana tang)tan ；(

3、1 tan2)-tan(1-tan： tan ；)式中：围岩计算摩擦插脚；洞门后仰坡坡脚;洞门墙面倾角代入数值可得:tanw =tar?70 tan6 tan63.5-(1 tarO)(tan70 -tan63.5)(tan70 tan6)(1-tan6 tan63.5)tan 63.5(tari270Vta n701ta n6ta n63.5)=0.266故：w=14.89根据公路隧道设计规范(JTG2004), 土压力为;1E H2 h(h -h)b_ (tantana)(1tanc(tan 町tan(豹+)(1 tan tan g)式中：E土压力（kN）;hatan - tan :地层重

4、度（kN/m3）入一一侧压力系数;3 墙背土体破裂角;b洞门墙计算条带宽度（m）,取b=1m；E土压力计算模式不确定系数，可取E =0.6。把数据代入各式，得:(tan14.89 tan 6)(1 -tan 6tan 63.5。0559 tan(14.8963.5 )(1 -tan14.89 tan63.5 )1.5h =tan 30.35】tan6 3由三角关系可得:h0 =1.5m洞门土压力E:1E H2 h0(h h0)b1222 0. 056 2 1 21.5 (9. 3 31. 5) 1. 0 0. 6-5 7. 5K6JEx =E cos(、- ：)= 57.56 cos(30 -

5、6 ) =52.584KNEy 二 E si n（、. -：）=57.56 si n（30 -6 ）=23.412 KN式中：S 墙背摩擦角S =303.2.2抗倾覆验算翼墙计算图示如图3.3所示，挡土墙在荷载作用下应绕O点产生倾覆时应满足下式：送M yk。- -1. 6M 0式中：K0倾覆稳定系数，k0 -1.6 ; My全部垂直力对墙趾 0点的稳定力矩； M0全部水平力对墙趾 0点的稳定力矩；图3-5墙身计算简图由图3-3-6可知:墙身重量 G: G -1.5 12 22 1 -396KNEx对墙趾的力臂：乙二H 3 =123 =4m ；Ey对墙趾的力臂:Zy 二 B （H tan ： ）

6、3 =.5 . 2tan6 3 = 1.92mG对墙趾的力臂：ZG5 12tan6 38m My 七 ZG Ey Zy=396 1.38 23.412 1.9591.431KN m M。= ExZX =52.584 4=210.336KN m 代入上式得:59j431 =2.81.6210.336 故抗倾覆稳定性满足要求 3.2.3抗滑动验算 对于水平基底，按如下公式验算滑动稳定性:v N fP3式中：Kc滑动稳定系数a N 作用于基底上的垂直力之和；、E墙后主动土压力之和，取、E=Ex；F基底摩擦系数，取f=0.4由图3.3得：(G +Ey)26(396+23.412)x0.6Kc4.791

7、.3Ex52.584故抗滑稳定性满足要求3.2.4基底合力偏心矩验算 设作用于基底的合力法向分力为 a N，其对墙趾的力臂为Zn，合力偏心矩为e， 则:My- M 0 G Zg Ey Zy - Ex ZxZn = NG Ey_ 3 961.382 3. 4 1 2 -1. 922 1 0. 3 36-39 6 2 3. 4 1 2=0. 9m12e 0.91 =0.09 02合力在中心线的右侧。e =0.09 ： - -0.256计算结果满足要求396 23.412(16 0.09)380.267Kpa1.5(1 一 -) =178.949 Kpa1.5Sax =380.267Kpa :基底控制压应力丨-0.6Mpa，计算结果满足要求 3.2.5墙身截面偏心矩及强度验算(1)墙身截面偏心矩eM e 0. BN式中：M 计算截面以上各力对截面形心力矩的代数之后；N作用于截面以上垂直力之后。H HB15M 二 Ex ()-Ey 52.584 2-23.41287.609KN mx 2 ry 22N =G Ey -396 24.412 =419.412KN m将数据代入墙身偏心矩E的公式，可得：e =也=87.6090.209 ： 0.3B 二 0.3