课程设计重力式挡土墙设计

1、重力式挡土墙设计1. 某公路8+6368+652段需设路肩墙2. 公路等级：三级公路3. 设计荷载：汽车一20级，挂车一1004路基宽：9米5.墙后填料：碎石土，内摩擦角 W =40 Y =18.6KN /m6.墙身材料：2.5号砂浆砌片石， =22 .3kN压 680 KPaEj=78 K Pa12KPa，地基与墙底摩擦8+636处为 37.74 米剪=1 0 (K P a7.地基：坚硬岩石，地基容许承载力 b = 1470系数f=0.68. 墙背摩擦角：6= 29. 路堑边坡1:0.25,边沟底宽0.4米，深0.4米10.8+6368+652段纵坡i=0.5%，路基设计标高：11. 中桩地

2、面高：8+636处为39.94米，8+642处为40.38米，8+652处为39.54米12. 路基横断面地面线：左（咼差/间距）桩号右（咼差/I可距）2/42.8/3.02/01/58+636-4.8/30/2.8-2/00/1-4/2/6.4/6.00/2.83.6/1.48+642-8.4/30/2.6-4.6/2.4-1.8/1/4/40.4/43.6/48+6520/2-4/00/2.4-9/2.4/注：表中单位为米、车辆荷载换算当 H 10m 时，q=10.0KPa由直线内插法得到：H=8m时，8-1=咒 0% 0 + （0 + 0 H 0.672 - 8咒（8+2咒0+2咒 0.

3、672 H tan14 2 =-9.32 日=22.05 = 22 03验核破裂面位置路肩破裂面位置距路基内侧水平距离为 9m x（10-20）+20 =125KPa10 2 换算均布土层厚度：h0 = 3=12.由于5.23mv9m所以破裂面交于荷载内，假设成立。r、主动土压力计算假设破裂面交于荷载中部1. 破裂角9屮=cp+a + 6 = 40 +14 +20 = 741A-（a + H + 2ho a + H ）1=0 + 8 + 2% 0.672 产（0 + 8）2= 37.3761 1Bo = 5 ab + （b 中 d ）ho 5 H （H + 2a 中 2也）tan2. 主动土压

4、力系数K和K1cos(日 + W )K =tan0 + tana)sin(8 +屮)coS22.0+ 40).cc “G 丄，八、= (tan 22.05 +tan14)sin(22.05 + 74)= 0.308其中：Ah2h3K1T唱I b-ata n 日tanO 中 tanatan 日 + tanaH 一 h| - h2 =2讪3=1 + H212 0.672X 882=1.168=08m3.主动土压力Ea及土压力作用点EacoS日= *Ata-B0sin(e-)ExZyZx=18.6天 37.376X tan22.05”-(-9.32)上 coS22.05 ： 40)sin(22.05

5、 74)=214.42KN=Eacosg +6 )=214.42xcos(14 + 20=119.90H 亠 a(H -0 f +hoh3(3h3 -2H )33H2K18/ + 0.672咒83咒8-2咒 8)33 咒 821.1682.858mB-Zyta n =3.894- 2.858ta n14 = 3.181m四、稳定性验算基底倾斜：a 0=16.7 1.计算墙身重G及力臂Zw （取墙长1m计算）7 Aa c1 1 1|-(t1 + BcosG 0 )(H + h )- Bcosa 0h v x 1 L2020 J a1 1 1 (1.45 + 3.7297 e + 1.1189)-

6、汉 3.7297% 1.1189 % 22.3咒 1 L2= 480.119KN根据力矩平衡原理：GJ严牛fA2b1+于卜心B其中:A-b” A2 =BBcosd所以:480.119a =X1 451|1.45X 9.1189 咒+ X 9.1189% (3.7297 -1.45)I22+ 3.7297-1.453 丿1.45V.5 3.7297咒 1.1189咒2Z 1.39m2.抗滑稳定性验算(0.9G +* Ey b + 0.9Gtan% 仏 Ex其中:=1.4 u = 0.6(0.9G 中 Yq Ey b + 0.9G tana 0=(0.9咒 480.119 +1.4天 119.90

7、0.6+ O.A 480.119% tan 16.7 = 489.619YqEx =1.4x177.76 = 248.864由于 489.619248.864, 故满足抗滑稳定性要求。3. 抗倾覆稳定性验算0.9GZg 7Q1(EyZx-ExZy)00.9GZg +YQ1(EyZx-ExZy)xJy=0.9 咒 480.119咒 1.39 + 1.4沢(119.90沢 3.181 - 177.64% 2.858)=423.822 A 0 故满足抗倾覆稳定性要求。五、基底应力与偏心距验算送 My-S M。 GZg-ExZy+EyZxZn =1.作用于基底的合力偏心距（偏心荷载作用时）G+ Ey4

8、80.119% 1.39-177.64% 2.858 + 119.90% 3.181480.119 + 119.90= 1.1273894 T.127 = 0.822B因为一=0.9735，所以e4故基底合力偏心距满足要求。2.基底应力验算B对于岩石地基，一=0.649，因为eb压应力重分布如下：b，所以可不考虑地基拉应力。Pmax纱 Pmin=0 C 詣一 ee 兰二2N13C=(GYg + E/q - wfcosa 0 + EExSin%T.2 yq =1.4 w = 0N1二(480.119% 1.2 - 1.4X 119.90 - 0 W cos16.7 + 1.4天 177.64si

9、n 16.7-462.53KNPmax2N12沢 462.533C 3989412- 0.82严3.10K470K卩玄故满足基底应力要求。六、基底强度验由于基础为天然地基，故不作强度验算。七、截面强度验算选取上墙墙底截面验算:B1 = 2.921W.= (1.45 + 2.92 W 旷 22.3 = 389.804KN1 2根据力矩平衡原理:2.92 -1.45 亠I1 451W1Zm = 1.45沖丁 + (2.92T.45F 胪-沢= 441.924KN所以:Zm = 1.13mEy = 119.90KNEa = 214.42KNE兀=177.76KNZy = 2.858m ZX = B Zy tanayi2.21m1.法向应力验算BiB1W1ZW Ey1 Zx -ExZyW1 + Ey12.29389.804天1.13 + 119.90% 2.21-177.64% 2.858因为旦2= 1.08389.804 + 119.900.49，所以e1 辛，截面上的压应力进行重分布，此时最大应力为:2W1 + Ey)max3Zm2(389.804 + 119