端墙式洞门计算

1、3.1 . 洞门结构设计计算3.1 .1 计算参数计算参数如下：(1) 边、仰坡坡度 1:0.5；(2) 仰坡坡脚& =63.5°, tan& =2,a =6°(3) 地层容重丫 =22kN/m3;(4) 地层计算摩擦角© =70 °( 5) 基底摩擦系数 0.6；(6) 基底控制应力(T =0.8Mpa3.1 2建筑材料的容重和容许应力(1) 墙端的材料为水泥砂浆片石砌体，片石的强度等级为Mu100，水泥砂浆 的强度等级为 M10。(2) 容许压应力(T a=2.2MPa,重度丫 t=22KN/ m3。3.1.3 洞门各部尺寸的拟定根据

2、公路隧道设计规范(JTJ026-90),结合洞门所处地段的工程地质条件， 拟定洞门翼墙的高度：H=12m;其中基底埋入地基的深度为 1,0m，洞门翼墙与 仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度1.38m，洞门翼墙与仰坡间的的水沟深度为0.5m,洞门墙顶高出仰坡坡脚0.7m,洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平 距离为1.5m,墙厚2.0m,设计仰坡为1:1,具体见图纸。3.2. 洞门验算3.21 洞门土压力计算根据公路隧道设计规范(JTJ026-90),洞门土压力计算图示具体见图 3.2图3-4洞门土压力计算简图最危险滑裂面与垂直面之间的夹角:tanwtan2tan tan (1 tan2 )(ta

3、ntan )(tantan )(1 tan tan )2tan (1 tan ) tan (1 tan tan )式中：一一围岩计算摩擦插脚& 洞门后仰坡坡脚；a洞门墙面倾角代入数值可得：2I2tanw = ta门7° tan6tan63.5 (1 tan 70 )(tan70 tan63.5)(tan70 tan6)(1 tan6 tan63.5) tan63.5(1 tan 70) tan70(1 tan6 tan63.5)=0.266故：w=14.89°根据公路隧道设计规范(JTG2004), 土压力为;1 2E 2 H2 h°(h h°)

4、b(tantan )(1 tan tan )tan( )(1 tan tan )式中：E土压力（kN）;hatan tan地层重度（kN/m3）入一一侧压力系数;3墙背土体破裂角；b洞门墙计算条带宽度（m）,取b=1m；E土压力计算模式不确定系数，可取E =0.6把数据代入各式，得：止匕89 tan6)(1 仙663.5)=0.0559tan(14.8963.5 )(1 tan 14.89 tan63.5 )1.5tan 30.35 tan69.33由三角关系可得：h。1.5m 洞门土压力E:1 2E 2 H2 h°(hh°)b12寸 22 0.056 122 1.5(9.

5、33 1.5) 1.0 0.657.56KNExEcos()57.56 cos(306 )52.584 KNEyEsin()57.56 sin(306 )23.412 KN式中:墙背摩擦角S =303.2.2抗倾覆验算翼墙计算图示如图式：3.3所示，挡土墙在荷载作用下应绕O点产生倾覆时应满足下My k0- 1.6Mg式中：K0倾覆稳定系数，k。1.6 ；M y全部垂直力对墙趾 O点的稳定力矩;M 0全部水平力对墙趾 O点的稳定力矩;图3-5墙身计算简图M 0ExZX52.584 4 210.336KN m由图3-3-6可知：墙身重量 G: G 1.5 12 22 1 396KNEx对墙趾的力臂

6、：乙 H 3123 4m ；Ey对墙趾的力臂：Zy b (Htan 打 侥 tan6 3 1.92mB H tan1.5 12 tan6G对墙趾的力臂：Zg1.38m2 2My G ZgEyZy396 1.38 23.412 1.92 591.431KN m代入上式得:591.431210.3362.8>1.6故抗倾覆稳定性满足要求3.2.3抗滑动验算对于水平基底，按如下公式验算滑动稳定性:KcNf 1.3式中：Kc 滑动稳定系数N 作用于基底上的垂直力之和；E 墙后主动土压力之和，取E =Ex；F基底摩擦系数，取f=0.4由图3.3得：Kc(G Ey) 0.6(396 23412)0.

7、6 4.79>1.3Ex52.584故抗滑稳定性满足要求3.2.4基底合力偏心矩验算设作用于基底的合力法向分力为N，其对墙趾的力臂为Zn,合力偏心矩为e，则:ZnMy M 0NG ZgEy ZyExZxGEy396 1.38 23.412 1.92210.336396 23.4120.91me - 0.910.09 >02合力在中心线的右侧。e 0.09 B 0.256计算结果满足要求maxminNB396 23.412(11.560.09、380.267 Kpa-)178.949 Kpa1.5max 380.267Kpa 基底控制压应力0.6Mpa，计算结果满足要求3.2.5墙身截面偏心矩及强度验算(1)墙身截面偏心矩e0.3BN式中：M 计算截面以上各力对截面形心力矩的代数之后；N作用于截面以上垂直力之后。H hB15M Ex () Ey 52.584 2 23.41287.609KN mx 2 ry 22N G Ey 396 24.412419.412KN m将数据代入墙身偏心矩E的公式，可得：e 87.6090.209 0.3