衡重式挡土墙设计

1、精选文档1.1 挡土墙设计1.1.1 挡土墙的类型挡土墙具有阻挡墙后土体坍滑，保护与收缩边坡等功能。在路基工程中，挡土墙常用来防止路基填土或挖方坡体变形失稳，克服地形限制或地物干扰，减少土方量或拆迁和占地面积，避免填方侵占河床和水流冲淘岸坡，整治滑坡等病害。按照墙的设置位置，路基挡土墙可分为路肩墙、路堤墙和路堑墙等。挡土墙按结构形式与特点的不同可划分为重力式、薄壁式、 锚固式、 垛式和加筋土式等。重力式挡土墙验算现拟定采用俯斜衡重式路堤墙。墙高H=15.9m ，上墙 H1=6.4m ,墙背俯斜 1:0.33 ( i =18o15 ),衡重台宽 d=1.0m,下墙 H2=9.5m，墙背仰斜 1:

2、0.25 ( 2 = 14o02' ) bi 0.5m墙面坡度1:0.05,墙身分段长度按沉降伸缩缝的要求 进行。取此处挡土墙为例，验算拟定尺寸是否满足强度、稳定性等要求。山坡基础为砂、页岩， 查得摩阻系数f 0.6 ， 地基容许承载力0 800kPa填土边坡为1: m = 1: 1.5,路基宽度为12米。墙背填料为就地开挖砾石土， 容重为 =18.6 KN /m3 ,内摩阻角 35。墙体用50号砂浆砌片石，容重为 = 22.5 KN /m3 ,容许压应力 a 600kPa ,容许剪应力 j 500kPa ,外摩阻 角 6= /2=17.5 1稳定系数：滑动稳定系数Kc=1.3,Ko=

3、1.5. 。计算图示见图4。图7.2衡重式挡土墙计算图示、上墙土压力计算设计荷载采用公路R级，采用双车道布置，选取分段长度L=12m ,车辆荷载换算等代土层高度为hoGboL200 418.6 5.5 120.651 ,分布宽度取5.5m 。同理，验算荷载用挂车车辆荷载换算等代土层高度为ho = 0.75m,分布宽度为5.51、计算破裂角，判断是否出现第二破裂面假象墙背倾角为：tan 1H1 tan 1 d16.4 0.33 1.00.568H16.4129 30假设破裂面交于荷载内，按道路工程中表 5-28第一类公式:i 1 45/2 4535 /2 27.5tan 10.521验算破裂面位

4、置：第一破裂面距墙顶内缘：H 1 (tan 1 tan 1) b0 5.5m ,破裂面交于荷载外，与假设不相符，需要另外采用公式。由于破裂面交于荷载外而11,故出现第二破裂面。2、计算第二破裂面上的主动土压力cos( i )K -(tan i tan i) 0.604sin( i i 2 )K12h0h2H122 0.75 3.86.421.14可编辑主动土压力:E1112-H1KK118.66.420.604 1.14 262.29kN22E1y E1sin( i ) 262.29 sin(27.535 ) 232.65kNE1XE1 cos( i)262.29 cos(27.535 ) 1

5、21.11kN对上墙的力臂:乙Y nH2 b2 d1 Z1Y tan i)0.05 9.5 3.43 1 2.35 0.25 4.33mr H1h0h2(4H1 3h2)6.4 0.75 3.8(4 6.4 3 3.8)Z1 x - 2 -2 2.35m3 3H12K133 6.42 1.143,上墙实际墙背上的土压力E1 ：E1XE1X 121.11kNE1yE1X tan 1121.11 0.33 39.97kN对上墙O1的力臂：r1 ,Z1x H12.13m1x 31、下墙土压力计算采用力多边形法(1)对于汽车设计荷载求破裂角2假设破裂角交于荷载外，则：38.472 3517.514.0

6、3tan =0.7941 2A0 1(H2 H1)2 126.412tann 1 l0 d H 1 (tan 1 tan 1)h0 12,20263.28112B0-H2(H2 2H1)tan 2 - H 2icEix121.11R117 二 cos(1)cos(35 27.5 )tan 2 tan (cot tan )(tan-B0) R1 sin(1)- 0.669,AA0 sin cos233.80验算破裂面位置H tan 2 H2 tan 2 Hi tan 115.9 0.699 9.5 0.25 6.4 0.642 12.54 b05.5m破裂面交于荷载之外，与原假定相符，故采用公式

7、正确计算土压力E2E2cos( 2sin( 2(A0 tanBo)sin(2i')RiTsin(2)0.3620.10918.6(126.41 0.642 12.20) 263.28 0.9520.952458.99kNE2X E2 cos( 22) 458.99 cos( 14.0317.5 ) 458.15kN/mE2yE2sin( 22) 458.99 sin( 14.0317.5 ) 27.78kN/m9.53出口。 d H/an tan1)2 77(m)(H1 H 2) tan 2 H2 tan 2 H1 tan 132_H 2 3H 1 H 23h0h1(2H 1 h1)3

8、 H 2 (H 2 2H 1) 2h0h13 9.5 6.423 0.755.54(23 9.5(9.52 6.4)2 0.755.549.5 5.54 ) 0.74 .mZ2y B Z2X tan 23 5.620.254.41m三、墙身截面计算经试算后，取墙顶宽” 1 m ,则上墙底宽b23.43m，下墙底宽 B= 1.54m 。1 ,墙身自重及对墙趾的力臂每延米上墙重及对墙趾力臂1 1Wi kH（b1 b2） 22.5 6.4 4.43 318.96kN/m2 2, 22bibE b2(2b1 b2)nH1Zw1 nH 2 1.82m3(6 b2)每延米下墙及对墙趾的力臂KH2(d1 b

9、2 B)22.5 9.5 (1 3.431.54) 638.04kN /mZW222B2 BM d1)也 d1)23(B b2 d1)2屹 d1)BnH21.04m第二破裂面与墙背之间的土重及力臂对于汽车设计荷载d2 Hi(tan 1 tan 1) 6.4 (0.642 0.521) 0.77m1 1W3H1& d2)18.6 6.4 (1 0.77) 105.35kN/m2 2其中，对墙趾的力臂：, 22Zw3 n(H1 H2) b H1tan 1 d一d1d2 d1一( d2 d1) 1 tan 10.05 15.9 1 6.4 0.33o.7723(d2 d1)1 0.77 12

10、 (2 0.77 1)6.4 0.333 1.770.795 1 1.98 0.57 3.21miv土楔上的荷载重及力臂对于设计荷载汽一20h。Gb°L80018.6 12 5.50.651hgd218.6 0.651 0.77 9.32kN/mZw4 n(f H2)11b1-d20.05 15.9 1 0.772.18m22稳定性及强度计算1、汽车设计荷载1 ）抗滑稳定性验算一(W1 W2 W3 W4 E1Y E2y),K cfE1XE2X318.96 638.04 105.35 9.32 232.65 27.280.6 1.38 1.3121.11 458.15满足抗滑稳定性要求

11、。2）抗倾覆稳定性验算-W1Zw1 W2ZW2 W3ZW3 W4ZW4E1yZ1yE2YZ2YKo E1x(Z1XH2) E2XZ2X318.96 1.82 638.04 1.04 105.35 3.21 9.32 2.18 232.65 4.33 27.78 4.41121.11 (2.35 9.5) 458.15 0.741.54 1.5满足抗倾覆稳定性要求。3）偏心距及基底应力验算ZnMy Mx(W Ey)由道路工程表5 33知,B3e Zn - 1.19222732.44 1774.311.19 798.76当地基为石质较差 的砂页互岩地基时，e0 1.2，即:0.31m 1.2 B(

12、 0.6m)6y 6ey(1 万)因此基地应力按偏心荷载作用下应力计算:maxA W B798.76 3 0.56x(1 )33415.36kPa0 800kPa才两足要求。截面应力验算已知作用于上墙墙后土体第二破裂面上的土压力E及水平分力Eg,上墙实. . '际墙背上的士压力日为：E1XE1X 121.11kNE1y E1x tan 1121.11 0.33 39.97kN对上墙O1的力臂：r1 ,Z1xH12.13m3选上墙墙底水平截面验算：乙Yb2b2 ei20.96m0.75b2 (6Zix tan 14.5 2.13 0.33 3.79mb2 皿(ZwIHz) EiyZixEixZiyZn 二20g( 1.03m)0.43m)WiE1Ymax 皿E1Yminb2280.3671.16(16e1318.96 39.97b2 )3.43(600kPa)60kPa)6 0.963.43Eix 121.111b23.4335.31kPa j ( 500kPa)2、对于验算挂车荷载按上述相同的方法与步骤,以挂车验算荷载计算。结果如下:Ei=340.65