岩体力学课程设计

1、岩石力学课程设计岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计（勘查技术与工程专业）专 业： 勘查技术与工程班级学号： 勘查1002 13号姓 名： 郭华江指导教师： 张 鹏学 期： 20122013第一学期 南京工业大学交通学院2013年01月目录一、设计题目3二、设计资料3三、设计计算4 1、剩余下滑力计算42、安全墙高的计算4四、抗滑挡墙尺寸拟定5五、基本参数计算51、挡墙重量断面面积52、前趾填土重量53、后趾填土重量64、滑坡推力65、墙前被动土压力(按郎肯土压力理论计算) 66、墙后主动土压力：(库仑土压力理论计算) 6六、稳定性验算8 1、抗滑稳定性计算82、抗倾覆稳定性验算83、基底应力及

2、合力偏心距验算8七、墙身截面强度验算91、法向应力及偏心距验算92、应力验算9八、附图11抗滑挡土墙课程设计一、设计题目二、设计资料如图1-1，拟采取修建重力式抗滑挡土墙支挡措施。滑面为折线型，抗滑面倾角变化分为7段，每段滑面长度为4m,滑面与水平面的夹角从高到低分别为300，250，200 ，150, 100, 50, 00, 坡面与水平面的夹角为150，各段滑面的内摩擦角均为110，粘聚力C = 0。验算沿墙顶滑出的可能性时，墙后滑体的内摩擦角=400，粘聚力C=25，=24KN/m3;墙前回填高度按2.5m考虑，=19 KN/m3 ，=300，粘聚力C=10。墙体采用片石混凝土，基础置于

3、中风化泥岩层上，其容许承载力为800kPa;墙体与泥岩摩擦系数取0.5。要求滑动稳定系数KC1.3，倾覆稳定系数K01.6。图1-1.滑坡断面图（单位：mm）三、设计计算 1、剩余下滑力计算 剩余下滑力具体计算见表1-1，大小为 156.77 kN，方向与水平方向成 100角。剩余下滑力计算表（安全系数Fst =1.3） 表1-1 块段面积（m2）重度sKN/m3滑面倾角0抗剪强度下滑力Ti (kN/m)阻滑力Ri (kN/m)传递系数剩余下滑力Pi(KN/m)C(kPa)0Ss sinSs costg+cl11.85243001122.27.470.9821.3925/p>

4、.547.8281.4437.40242001160.7432.44126.3348.31241501151.6237.45153.4657.74241001132.2635.56156.7765.6624501111.8426.30142.7372.1224001109.89129.99注：1、传递系数=cos(i-1 i ) sin(i-1 i )tgi 2、剩余下滑力P= Pi-1+ FstTi Ri 由表1-1可知，最终下滑力取 P = 156.77 KN/m 2、安全墙高的计算（1）、 根据推力计算中所拟定的墙高自墙背顶点向下作与水平线成（450/2 ） 倾角的Aa线与滑面相交于a点

5、，并在此线以上每隔50作出Ab, Ac, 等线（图1-2），求算出这些虚拟滑面的剩余下滑力并列于表1-2中。某滑坡自墙顶滑出的验算表（K=1.3） 表1-2虚拟滑面滑面面积S(m2)重度(kN/m3)滑动面倾角 ° 抗剪强度下滑力Ti(kN/m)阻滑力Ri(kN/m)传递系数剩余下滑力（kN/m）C（kPa） °S1a2.46241001110.2511.300.98152.42aA2.8324-252540-28.70 128.15 0.34-113.64S1b1.3624100115.686.250.98 151.52bA3.4524-202540-28.32 153.

6、040.45-121.67 S2c7.41241501146.0333.390.98 150.25cA4.6324-152540-28.76 201.56 0.45-171.34 S2d5.50241501134.1624.780.98 143.43dA5.5824-102540-23.25 242.420.55-193.76 （2）、从上表计算结果表明，出现剩余下滑力的负值峰值，说明所拟墙高和埋深均属适当。四、挡土墙尺寸拟定 根据上述计算，挡土墙尺寸拟定见如图1-3 图1-3挡土墙断面尺寸五、基本参数计算 根据上述述滑坡推力的结果，下滑力大小为P = 156.77 KN/m，方向与水平方向成

7、100 夹角，作用点在位于墙后滑坡体12高位置。土压力计算中，墙前被动土压力采用朗金土压力理论计算；墙后主动土压力按库仑土压力理论计算，然后与滑坡推力比较，取大者进行计算。各力作用位置如图4所示(相对于墙趾O点)。1.挡墙重量及断面面积S = 17.832 m2 G = 17.832 × 24 = 427.968 KN/m2.前趾填土重量 W2=0.5 ×(1.36+1) ×3.6×24 =10 W1 =0.5 ×(0.8+1.9) ×2.2×19 = 56.43 KN/m3.后趾填土重量1.952 KN/m图1-4各力作用

8、位置图4.滑坡推力：P=156.77 KN/m Px = P ×cos100 = 154.39 KN/m Py = p ×sin100 = 27.22 KN/m 5.墙前被动土压力(按郎肯土压力理论计算)： Kp = tg2（450 +2）= tg2600 = 3 , = EP = 2cH + 0.5 H2 Kp = 214.15KN/m m6.墙后主动土压力：(库仑土压力理论计算)=40 º,=1/3=13.7 º,=5.7 º,=15 º算得，Ka=0.45Ea=1/2rH2Ka=1/2 ×24 ×3.62&#

9、215;0.45=69.98KN/mEax=Eacos=Eacos(+)=69.98cos19°=66.17kNEay=Easin=Easin(+)=69.98sin19°=22.78kN 由上计算可知，应按滑坡推力来设计挡墙，以上计算数据见表3。 断面参数一览表 表3编号项目作用力（KN）力臂（m）弯矩（KN·m）备注水平向竖向1挡墙0427.9682.941258.23稳定力矩2前趾填土056.430.7140.073后趾填土0101.435.4172.394墙前被动土压力214.1500.73156.335墙后主动土压力66.1722.781.2579.41

10、13.96下滑力153.3027.032.715418.4136.1注：力臂为相对前趾的距离。六、稳定性验算1.抗滑稳定性算按未设倾斜基底验算时，Kc=满足要求。2.抗倾覆稳定性验算故满足要求。 3.基底应力及合力偏心距验算 如图5所示，将竖向力N和水平方向力Ex分别按倾斜基底的法向分解：倾斜基底法向力N对墙趾的力臂为ZN： 倾斜基底的合力偏心距e为：,(泥岩)，故满足要求。 图1-5 基础偏心验算示意图七、墙身截面强度验算1.法向应力及偏心距验算(断面，如下图)图1-6 法向应力及偏心距验算示意图 KNKN/mKN/m满足（20号片石混凝土）满足要求2.应力验算水平方向剪应力验算(断面，如下