【《某海堤挡墙的稳定性计算过程案例》2800字】

某海堤挡墙的稳定性计算过程案例目录TOC\o"1-3"\h\u27600某海堤挡墙的稳定性计算过程案例 1113951.1挡墙及防浪胸墙的设计 1271741.2挡墙的作用力计算 267131.3挡墙的滑动稳定性计算 6221411.4挡墙的倾复稳定性计算 7260871.5挡墙抗倾、抗滑稳定计算成果表 101.1挡墙及防浪胸墙的设计在海堤临海侧消浪平台上设置挡墙，作为组合式海堤的上部结构。东堤和北堤的挡墙如下图所示，挡墙的外坡的坡度为1：0.4，内坡的坡度为1：0.2。挡墙的主体采用灌砌块石混凝土，表面采用40cm的条石护面。在挡墙上部设置防浪墙，防浪墙采用钢筋混凝土构成。将防浪墙与挡墙浇筑成整体。东堤的挡墙的净高为5.85m,底部宽度为1.56m。东堤防浪墙的顶宽度为0.75m。北堤的挡墙的净高为1.50m,底部宽度为3.60m。北堤防浪墙的顶宽度为0.60m。防浪墙的底部埋深均为0.50m。图1.14东堤挡墙断面图图1.15北堤挡墙断面图1.2挡墙的作用力计算根据《浙江省海塘工程计术规定下册》,对于直立式、混合式海塘的防护墙应进行防护墙的抗倾、抗滑稳定性计算。挡墙的稳定性计算包括验算挡墙向海侧的抗滑、抗倾的稳定性和挡墙向陆侧的抗滑、抗倾的稳定性。（1）挡墙重力计算上部防浪胸墙为钢筋混凝土结构，取重度为21.0KN/m³。挡墙主体部分为灌砌混凝土，取重度为23.0KN/m³。计算单位长度的挡墙自重。经计算得到东堤挡土墙的单位长度上的重力为368.87KN，北堤挡土墙的单位长度上的重力为231.08KN。（2）墙前波浪作用力计算对于上部为挡墙的混合式海堤，当计算向陆侧和向海侧的稳定时，分别按设计高潮位波峰作用和设计低潮位时波谷作用。由于挡墙的底高程位于设计高潮位附近，挡墙的底高程为1.50m,东堤和北堤的设计高潮位分别为当海侧为设计低潮位波谷作用，挡墙受到的波压力和浮托力很小。因此，当验算向海侧的稳定时，不考虑波压力和浮托力。1.挡墙向陆侧的稳定计算时波浪作用力计算1.1平均波压力计算图1.16设计高潮位时东堤挡墙受到的作用力东堤挡墙受到的波浪作用力如图3.12所示，北堤挡墙受到的挡墙作用力与之类似。采用《海堤工程设计规范》中的公式计算挡墙受到的波压力和浮托力。平均波压力计算公式如下：（1.21）无因次系数、可按下式计算（1.22）（1.23）得到东堤的无因次系数、分别为0.0798、0.274。同理，利用上述公式求解得到北堤的无因次系数、分别为0.083、0.230。查《海堤工程设计规范》图G.2.3—2得到，东堤的、分别为7.55、1.10。北堤的、分别为7.85、1.65。东堤的波压力强度为105.12KN，北堤波压力强度为77.05KN。1.2波压力分布高度和波浪力计算采用《海堤工程设计规范》中波压力分布高度计算公式计算，公式如下：（1.24）采用平均波压力计算中所计算得到的Kz，东堤挡墙为1.10，北堤挡墙为1.65。分别计算得到东堤和北堤的波压力分布高度，东堤为2.284单位长度墙上的波浪力计算公式如下：（1.25）计算得到东堤的单位长度上的波浪力为240.08kN,北堤的单位长度上的波浪力为181.16kN。1.3浮托力计算采用《海堤工程设计规范》中浮托力计算公式计算，公式如下：（1.26）计算得到东堤的单位长度上的浮托力为167.78KN,北堤的单位长度上的波浪力为97.06KN。2挡墙向岸侧的稳定计算时波浪作用力计算由于挡墙的底高程处于设计高潮位附近，当海侧为设计低潮位波谷作用，挡墙受到的波压力和浮托力很小。因此，当验算向海侧的稳定时，不考虑波压力和浮托力。东堤挡墙受到的作用力如图3.13所示，北堤挡墙受到的作用力与之类似。图1.17设计低潮位时东堤挡墙受到的作用力（3）挡墙后的填土压力计算墙后的填料分为两层，第一层为堤顶以下0.50m的深度以内，填料重度为23.0。第二层为堤身抛石其重度为17.5。填料的摩擦角均为。由于挡墙墙背并不是竖直的，对于墙背直线段采用郎肯土压力理论计算，对于墙背折线段采用库伦土压力理论计算。1挡墙后的主动土压力计算式1.27为郎肯主动土压力计算公式，式1.28为库伦被动土压力计算公式。（1.27）Ka=cos2φ−εco由式1.27计算得到，主动土压力系数Ka1=0.31。利用式1.28计算得到，主动土压力系数Ka2=0.12。因此，挡墙墙后的主动土压力可以计算如下：Ea1=12γEa2=γ1HEa3=12γEa=Ea1+东堤挡土墙：H1=0.50m，H2=1.35m。北堤挡土墙：H1=0.50m，H2=3.50。计算得到东堤、北堤挡土墙主动土压力分别为26.82KN和18.62KN。2挡墙后的被动土压力计算式1.33为郎肯主动土压力计算公式，式1.34为库伦被动土压力计算公式。Kp=tg24Kp=co利用式1.33计算得到，主动土压力系数Ka1=0.31。利用式1.34计算得到，主动土压力系数Ka2=0.12。因此，挡墙墙后的被动土压力可以计算如下：Ep1=12γEp2=γEp3=1Ep=Ep1+Ep2+计算得到东堤挡、北堤挡土墙被动土压力分别为231.07KN和163.03KN。1.3挡墙的滑动稳定性计算根据《浙江省海塘工程技术规定下册》，防护墙的抗滑稳定安全系数可以按式3.2.39计算，此处海堤的等级为1级，防护墙的抗滑稳定安全系数应大于1.15。（1.39）（1）挡墙向海侧的滑动稳定计算由于挡墙的底高程均设置于高潮位附近，当海侧为设计低潮位波谷作用，挡墙受到的波压力和浮托力很小。因此，当验算挡墙向海侧稳定时，不考虑波压力和浮托力。东堤挡墙的向海侧滑动稳定计算得Kc=8.25；北堤挡墙的向海侧滑动稳定计算得Kc=7.45；计算结果均大于规范的1.15，满足稳定性要求。（2）挡墙向陆侧的滑动稳定计算东堤挡墙的向陆侧滑动稳定计算得Kc=20.09北堤挡墙的向陆侧滑动稳定计算得Kc=1.44计算结果均大于规范的1.15，满足稳定性要求。1.4挡墙的倾复稳定性计算根据《浙江省海塘工程技术规定下册》，防护墙的抗倾稳定安全系数可以按式3.2.40计算，此处海堤的等级为1级，防护墙的抗滑稳定安全系数应大于1.50。（1.40）（1）挡墙的向海侧倾复稳定性计算由于低潮位时，挡墙受到的波压力和浮托力很小。因此挡墙的稳定力矩全为挡墙自重所贡献，挡墙受到的倾覆力矩是由墙后的主动土压力绕前趾（A）点产生的。稳定力矩的计算过程见表3.27～表3.28，倾覆力矩的计算过程见表3.29～表3.30。图1.18设计高潮位时东堤挡墙的抗倾稳定性计算

东堤挡墙的向海侧倾覆稳定计算：∑Mv=909.76KN*m∑MH=45.96KN*mK0=19.80北堤挡墙的向海侧倾覆稳定计算：∑Mv=452.65KN*m∑MH=16.50KN*mK0=16.50东堤、北堤挡墙向海侧抗倾覆稳定安全系数分别为19.80和16.50,大于规范的1.50，满足稳定性要求。（2）挡墙的向陆侧倾复稳定性计算当计算挡墙的向陆侧倾复稳定性时，外海侧为设计高潮位。稳定力矩是挡墙自重和被动土压力所贡献，倾覆力矩是墙前波浪力和浮托力绕后趾（B）点产生的。挡墙自重产生的稳定力矩的计算过程见表3.33～表3.34，被动土压力产生的稳定力矩的计算过程见表表3.35～表3.36。倾覆力矩的计算过程见表3.37～表3.38。图3.15为设计高潮位时东堤挡墙的抗倾稳定性计算，北堤的抗倾稳定计算与之类似。东堤挡墙的向陆侧倾覆稳定计算如下：∑Mv=1178.16KN*m∑MH=630.08KN*mK0=1.87北堤挡墙的向陆侧倾覆稳定计算如下：∑Mv=623.11KN*m∑MH=323.51KN*mK0=1.93东堤挡墙和北堤挡墙的向陆侧抗倾覆稳定安全系数分别为1.870和