挡土墙计算.docx

挡土墙计算一、设计资料与技术要求：1、土壤地质情况： 地面为水田，有60公分的挖淤，地表12米为粘土，允许承载力为=800KPa；以下为完好砂岩，允许承载力为=1500KPa，基底摩擦系数为f在0.60.7之间，取0.6。 2、墙背填料： 选择就地开挖的砂岩碎石屑作墙背填料，容重=20KN/M3，内摩阻角j=35º。 3、墙体材料： 7.5号砂浆砌30号片石，砌石r=22 KN/M3 ，砌石允许压应力r =800KPa，允许剪应力r =160KPa。 4、设计荷载： 公路一级。 5、稳定系数： Kc=1.3，Ko=1.5。 二、挡土墙类型的选择： 根据从k1+120到K1+180的横断面图可知，此处布置挡土墙是为了收缩坡角，避免多占农田，因此考虑布置路肩挡土墙，布置时应注意防止挡土墙靠近行车道，直接受行车荷载作用，而毁坏挡土墙。 K1+172断面边坡最高，故在此断面布置挡土墙，以确定挡土墙修建位置。为保证地基有足够的承载力，初步拟订将基础直接置于砂岩上，即将挡土墙基础埋置于地面线2米以下。因此，结合横断面资料，最高挡土墙布置端面K1+172断面的墙高足10米，结合上诉因素，考虑选择俯斜视挡土墙。 三、挡土墙的基础与断面的设计； 1、断面尺寸的拟订： 根据横断面的布置，该断面尺寸如右图所示： 挡土墙计算 B1=1.65 m B2=1.00 m B3=3.40 m B=4.97 m N1=0.2 N2=0.2 N3=0.05 H1=7.00 m H2=1.50 m H=9.49 m d=0.75 + 2.5 -1.65 = 1.6 m a=arctanN1=arctan0.2=11.3 º1d=j=35 º/2=17.5 º 22、换算等代均布土层厚度h0： 根据路基设计规范，h0=qg，其中q是车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2m时，取20KN/m2；墙高大于10m时，取10KN/m2；墙高在210m之间时，附加荷载强度用直线内插法计算，g为墙背填土重度。 10-210-20 =7-2q-208-10即q=13.75 =5q-20h0=q=13.75=0.6875 20g四、挡土墙稳定性验算 1、土压力计算 假定破裂面交于荷载内，采用路基设计手册表3-2-1主动土压力第三类公式计算： w=j+a+d=35 º +11.3 º +17.5 º =63.8 º 2dh02´1.6´0.6875-0.2= - 0.178 A=-tga=9.49´(9.49+2´0.6875)H(H+2h0)tanq=-tanw±(cotj+tanw)(tanw+A)=-tan63.8o±(cot35o+tan63.8otan63.8o-0.178)()=-4.5667或0.500 q=-77.64o或26.58o ，即q=26.58o tgq´H+tga´H=0.5´9.49+0.2´9.49= 6.643 > 1.6 假设成立，破裂面交于荷载内。 Ka=cos(q+j)(tanq+tana)=cos(26.58+35)(tan26.58+tan11.31)=0.333 sin(q+w)sin(26.58+63.8)h1=d1.6=2.285 tgq+tgatg26.58+tg11.31K1=1+Ea=2h0æh1ö2´0.6875æ2.285ö´ç1-ç1-÷=1+÷=1.11 9.499.49HèHøèø11gH2KaK1=´20´9.492´0.333´1.11= 333.21 KPa 22Ex=Eacos(a+d)=333.21´cos(11.31+17.5)= 291.96 KPa Ey=Easin(a+d)=333.21´sin(11.31+17.5)= 160.57 KPa 29.490.6875´(9.49-2´2.285)-0.6875´2.2852Hh0´(H-2h1)2-h0´h12= =+ZX=+22332´9.49´1.112´H´K13.23 m ZY=B-ZXtana=4.97-3.23´tan11.31= 4.32m 2、抗滑稳定性验算： KC=(G+EY)´fEX=(546.6+160.57)´0.6= 1.453 K = 1.3 291.96c抗滑稳定性满足要求。 3、抗倾覆稳定性验算 K0=åMåMY0=G´ZG+EY´ZY1351.71+160.57´4.32= = 22.63 K0 = 1.5 291.96´3.23EX´ZX抗倾覆稳定性满足要求。 4、基底合力及合力偏心距验算 e=BBG´ZG+EY´ZY-EX´ZX-ZN=- 22G+EY4.971351.713+160.57´4.32-291.96´3.23- 2546.60+160.57WB24.97=1.5´=0.82 e0 £1.5´r=1.5´=1.5´=1.24 A6B6e=0.82>b4.97=0.83 66s1,2=åNåMG+Eyæ6eö546.6+160.57æ6´0.82ö+=´ç1±÷=´ç1±÷ AWBBø4.974.97øèèsmax= 301.12 KPa <=1500 KPa 基底合力及合力偏心距满足要求。 五、挡土墙截面墙身验算 1、土压力计算 假定破裂面交于荷载内，采用路基设计手册表3-2-1主动土压力第三类公式计算： w=j+a+d=35 º +11.3 º +17.5 º =63.8 º A=2dh02´1.6´0.6875-0.2= - 0.162 -tga=7´(7+2´0.6875)H1(H1+2h0)tanq=-tanw±(cotj+tanw)(tanw+A)=-tan63.8o±(tan35o+tan63.8otan63.8o-0.162)()=-4.577或0.511 q=-77.68o或27.09o ，即q=27.09o tgq´H+tga´H=0.511´7+0.2´7= 4.98 > 1.6 假设成立，破裂面交于荷载内。 Ka=cos(q+j)(tanq+tanj)=cos(27.09+35)(tan27.09+tan11.31)= 0.333 sin(q+w)sin(27.09+63.8)h1=d1.6= 2.249 =tgq+tgatg27.09+tg11.31K1=1+Ea=2h0H1æh1ö2´0.6875æ2.249öç÷=1+´ç1-1-÷=1.133 çH÷77øè1øè11gH02KaK1=´20´72´0.333´1.133=184.92 KPa 22Ex=Eacos(a+d)=184.92´cos(11.31+17.5)= 162.08 KPa Ey=Easin(a+d)=184.92´sin(11.31+17.5)= 89.14 KPa H1h0´(H1-2h1)2-h0´h1270.6875´(7-2´2.249)2-0.6875´2.2492= 2.34 =+ZX=+2232´7´1.1132´H1´K1m ZY=B3-ZXtana=3.4-2.34´tan11.31= 2.93 m 2、截面墙身强度验算： 、法向应力验算： B1G1´ZG1+E1Y´Z1Y-E1X´Z1XB1e1=-ZN= -22G1+E1Y=3.4570.76+160.57´2.75-291.96´3.23- 2388.85+160.57WB23.4=1.5´=0.54 e0 £1.5´r=1.5´=1.5´=0.85 A6B6e=0.54<b3.4=0.57 66s1,2åNåMG1+E1y=+=AWB1æ6e1ö388.85+160.57æ6´0.49ö´ç´ç1±÷ ç1±B÷÷=3.43.4èø1øèsmax=275.66 KPa < r =800KPa 、剪应力验算： t=T1E1x162.08= 47.66 KPa £tr=160 KPa =A1B33.4截面墙身强度满足要求。