重力式挡土墙设计1

1、重力式挡土墙设计一、设计资料：1.浆砌片石重力式路堤墙，墙身高 6米，墙上填土高3米，填土边坡1:1.5,墙背仰斜, 坡度1: 0.25,墙身分段长度15米。2.公路等级高速公路，车辆荷载等级为公路-II级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I、II。3 .墙背填土容重 产18kN/m3,计算内摩擦角 二35 ,填土与墙背间的内摩擦角A/24 .地基为砂类土，容许承载力f=250kPa,基底摩擦系数产0.40。5 .墙身材料2.5号砂?条砌25号片石，砌体容重23kN/m3,砌体容许压应力司=600kPa , 容许剪应力d 50kPa,容许弯拉应力（wi= 80 KPa。二、确定计算参数设计挡墙高

2、度H=6m墙上填土高度a=3m填土边坡坡度为1:1.5,墙背仰斜，坡度1:0.25。墙背填土计算内摩擦角4=350 ,填土与墙背间的摩擦角6=9/2 = 17.5 ；墙背与竖直平面的夹角a =arctan0.25 =-14.036口。墙背填土容重 产l8kN/m3。查看资料知公路工程技术标准（2003）中公路-n级设计荷载为公路工程技术标准（97）中的汽车-20级荷载且验算荷载为：挂车-100。三、车辆荷载换算1.试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度B;(1)假定破裂面交于荷载内不计车辆荷载作用h0 =q/r=0.83m计算棱体参数 A0、B0：1 1212A0=(aH2h0)(aH ) = (

3、aH ) = (2 5) =24.52 221 111B0=ab(bd)h0H (H 2ah0)tan- 2 35 (5 2 2)tan(-14.036)=8.62ab 2ho(b d) - H (H 2a 2ho)tan：A 二2 222(H a)(H a 2h0)3 4.5 2 0.83 (4.5 3.75) 6(6 2 3 2 0.83) tan(-14.036 )=0.497(6 3) (6 3 2 0.83)中=邛 + +6 =35 14.04口+17.5 = 38.46 ；tan? - -tan-二.(cot：；，tan- )(tan- A)二一tan38.46(cot35tan3

4、8.46 ) (tan38.460.352) =0.9则：a a arctan0.802 = 41.99arctan 60253 = 26.63 6计车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B :B =(H a) tan 口 H tan 二 -b二 (6 3) 0.9 6 tan(-14.04 ) -4.5-2.10m由于路肩宽度d=0.75mB=2.10m ,所以可以确定破裂面交与荷载内侧。破裂面距墙踵：-Htan? - b d =6 0.25 4.5 0.75 = 6.75荷载内边缘距墙踵：-H tan? b d . b0 =6 0.25 4.5 0.75 7.5 = 14.25由上有：6.758.1

5、0,75M (3+ 0.5) -5父(5+2 2 + 2 0,75)父 tan(-14.036。0 41(5 2) (5 2 2 0.75)一 ,=：二:=38,464tan - - tan-二,(cot tan- )(tan A)=-tan38.464 (cot35 tan38.464 ) (tan38.4640.41)=0.84贝心二40考虑车辆荷载后的破裂棱体宽度值为：B =(Ha) tani H tan： -b =(5 2) 0.84 5 tan(-14.036) -3-1.63易知破裂面位于荷载中。(2)计算主动土压力及其作用位置主动土压力系数：h3cos(1)sin( )(tan

6、二 tan 二)cos(41.9935 )sin(41.9938.46 )(0.9-0.25) = 0.1484.5-3 0.90.9 -0.25= 2.77mh4 =H -h3 =6 -2.77 =3.23H22 3-1 (1 -62.77、2 0.83 3.23): 1.91862主动土压力：E =1H 2KK1 =2121 18 62 0.148 1.918 =91.97KPa2Ex=Ecos(：、)=91.97 cos(-14.0417.5 ) = 91.8KPaEy = Esin(：、)=91.97 sin(-14.04 17.5.)=5.55KPa作用位置:ZyH a(H -上)2

7、%也他-2H) = !23H 2Kl6 3 (6 -2.77)2 0.83 3.23 (3 3.23-2 6) = +23 62 1.9 1 8=2.12m(三)设计挡土墙截面(取一延米计算)1、初拟墙顶面宽度 b1=1.6m;通过计算检验强顶宽 b1是否满足使用要求G1 =5.72 1.6 23 =210.50KgG21.6 0.28 23 =5.15KgG0 =G1 G2 -215.65Kg（注：BM与水平方向的夹角为a0 =11.31 j各部分墙重对墙趾 M的力臂:乙=0.125 6 0.476 1.6 =1.51mZ2 =0.651 1.6 =1.0416m2、抗滑动稳定性验算,(N

8、ExEp)tan； 0Ep Gcos： 0 Esin(二 %)kc =Ex -Ntan： 0Ecos(： ，0)(215.65cos11.3191.97sin14.77 ) 0.3=-1=1.51 Akc =1.391.97cos14.77 -215.65sin11.31(其中：& +3 +ct0 =14.77*)3、抗倾覆稳定性验算 抗倾覆稳定系数：k0G0Z0 - EyZx EpZpExZy210.5 1.51 5.15 1.0416 5.55 2.0391.8 1.81= 2.01 =1.5(Z；=Zy -0.191 1.6=1.81mZ；=1.5 + 2.12M0.25 =2.03 )

9、4、地基承载力验算GZoEyZx -ExZyG Ey210.5 1.51 5.15 1.0416-5.55 2.03-91.8 1.81210.5 5.15 5.55-0.775mB r 1.53八八- Be = ZN =-0.76 = 0.005 ； W e 226则PmaxminW + Ey6e 221.26 M 0.005-(1 -L) =(1 )=146.89KPa ;142.27KPa f = 250KPaB B 1.531.53即符合地基承载力5、墙身截面强度验算(1)抗压强度验算验算公式：0NdMak A Ra fNd =w Ey =221.2KN y0=1.05f =2.31Ra =600KN2A =1.53 1.0416=1.59m1 -256 (