重力式挡土墙设计示例

1 路基与路面工程课程设计任务书路基与路面工程课程设计任务书 题目题目 重力式挡土墙设计重力式挡土墙设计 一 初始条件 一 初始条件 1 浆砌片石重力式仰斜路堤墙 墙顶填土边坡 1 1 5 墙身纵向分段长度为 10m 路基宽度 26m 路肩宽度 3 0m 2 基底倾斜角 tan 0 190 取汽车荷载边缘距路肩边缘 0 5m 0 0 d 3 设计车辆荷载标准值按公路 I 级汽车荷载采用 即相当于汽车 超 20 级 挂车 120 验算荷载 4 墙后填料砂性土容重 18 填料与墙背的外摩擦角 0 5 粘性土地 3 mkN 基与浆砌片石基底的摩擦系数 0 30 地基容许承载力 250 0 a kP 5 墙身采用 2 5 号砂浆砌 25 号片石 圬工容重 22 容许压应力 k 3 mkN 容许剪应力 容许拉应力 aa kP 600 aj kP 100 aL kP 60 墙后砂性土填料的内摩擦角 34 墙面与墙背平行 墙背仰斜坡度 1 1 0 25n 墙高 H 7m 墙顶填土高 3 0ma 二 要求完成的主要任务 二 要求完成的主要任务 按 公路路基设计规范 JTG D30 2004 5 4 挡土墙 一节 采用极限状态设计法 进行设计 1 车辆荷载换算 2 计算墙后主动土压力及其作用点位置 a E 3 设计挡土墙截面 墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求 进行抗滑动稳定性 验算及抗倾覆稳定性验算 4 基础稳定性验算与地基承载力验算 5 挡土墙正截面强度及抗剪强度验算 2 重力式挡土墙设计 1 设计参数 挡土墙墙高 H 7m 取基础埋置深度 D 1 5m 挡土墙纵向分段长度取 L 10m 路基宽度 26m 路肩宽度 3 0m 墙面与墙背平行 墙背仰斜 仰斜坡度1 0 25 14 03 墙底 基底 倾斜度tan 0 190 倾斜角 10 76 0 0 墙顶填土高度 3 0m 填土边坡坡度 1 1 5 arctan 1 5 33 69 a 1 汽车荷载边缘距路肩边缘 0 5m d 墙后填土砂性土内摩擦角 填土与墙背外摩擦角 2 34 17 填土容重 18kN m 粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数 0 30 3 墙身采用 2 5 号砂浆砌 25 号片石 墙身砌体容重 22kN m 砌体容 k 3 许压应力 600kPa 砌体容许剪应力 100kPa 砌体容许拉应力 a wl 60kPa 地基容许承载力 250kPa 0 2 车辆荷载换算 0 78m 3 主动土压力计算 3 1 计算破裂角 4 0 78 0237 37 03 14tan 78 0 2327 7 5 05 4 78 0 25 43 2 tan 22 2 0 00 haHaH haHHdbhab A 18 14 0 q h 3 97 361703 1434 86 0 4 097 36 tan97 36tan34 cot97 36tan tantan cottantan A 69 40 墙底到路肩的水平距离为 3 75m 路肩宽 3m 墙底至破裂面与路基交 点距离为 3 3 75 6 75 8 17 破裂面交于荷载内m7 1886 0 5 27 进行计算 直线形仰斜墙背 且墙背倾角较小 不会出现第二破裂面 3 2 计算主动土压力及其作用点位置 a E 3 2 1 计算主动土压力 a E 0 82m 25 0 86 0 5 0 tantan 2 d h 3 1m 25 086 0 86 035 4 tantan tan 3 ab h 16 0 03 14tan 7 40tan 97 367 40sin 34 7 40cos tantan sin cos a K m18 3 1 382 0 7 321 hhHh 29 1 49 18 378 0 2 72 1 3 1 7 32 1 2 2 1 2 1 2 103 1 H hh H h H a K mkN02 91 29 116 0 4918 2 1 2 1 1 2 KKHE aa 4 mkN72 4 03 1417sin 02 91 sin mkN 9 90 03 1417cos 02 91 cos ay ax EE EE 3 2 2 计算主动土压力的合力作用点位置 m55 2 29 1 493 7218 3 3 18 3 78 0 1 37 3 3 7 3 23 3 2 1 2 110 2 3 KH HhhhhHaH Zx m61 1 190 0 03 14tan 7 17 1tantan 011 bbB m25 2 25 0 55 2 61 1 tan xy ZBZ 墙底 基底 倾斜 需把求得的 修正为 即 x Z y Z 1x Z 1y Z 1x Z tan 见 附录 的图 x Z 01tan b 1y Z 1 b 1x Z 5 m24 2 03 14tan 18 2 7 1tan m18 2 190 0 7 155 2 tan 111 011 xy xx ZbZ bZZ 3 3 被动土压力 墙前的被动土压力忽略不计 偏于安全 4 挡土墙计算 只对荷载组合 II 进行计算 4 1 拟定挡土墙顶宽 经试算 取挡土墙顶宽为 1 6m 1 b 4 2 抗滑动稳定性验算 墙身体积计算 6 3 0111 m71 10 190 0 6 17 6 1 tan bHbV 32 0 2 12 m24 0 190 0 6 15 0tan5 0 bV 3 21 m95 1024 0 71 10 VVV 墙身自重计算 1 G kN62 2352271 10 1 k V 2 G kN28 5 2224 0 2 k V kN 9 24028 5 62 235 21 GGG 抗滑稳定性验算 008 13 9 9040 1 190 0 72 4 40 1 9 2401 1 3 0 190 0 9 9072 4 4 1 9 2401 1 tan 1 1 tan 1 1 10101 xQyQxyQ EEGEEG 墙身自重力臂计算 65 1 6 125 0 190 0 6 175 0 tan 5 0 1011 bnbHZG 09 1 6 1 047 0 5 0 3 1 5 0 tantan2 1 3 12 1 102 bZG 63 1 9 240 09 1 28 5 65 1 62 235 2211 G ZGZG Z GG G kN62 24572 4 9 240 21 y EGGN 抗滑稳定系数 1 3 7 1 190 0 62 245 9 90 3 0190 0 9 9062 245 tan tan 0 0 NE EN K x x C 满足要求 7 4 3 抗倾覆稳定性验算 05 4 55 2 9 9025 2 72 4 4 163 1 9 2408 0 8 0 11 1 xxyyQG ZEZEGZ 抗倾覆稳定系数 5 104 2 18 2 9 90 24 2 72 409 1 28 565 1 62 235 1 12211 0 xx yyGG ZE ZEZGZG K 满足要求 4 4 基底合力偏心距验算 至墙趾 A 的距离 N m84 0 62 245 18 2 9 9024 2 72 4 09 1 28 5 65 1 62 235 112211 N ZEZEZGZG Z xxyyGG N 基底合力偏心距 035 0 84 0 2 61 1 2