道路工程毕业设计衡重式挡土墙设计计算

第三章挡土墙设计3.1.设计资料浆砌片石衡重式挡土墙，墙高H=7m，填土高，填料容重18KN/m3,依据内摩擦等效法换算黏土的42，基底倾角0=°圬薪水料选择号沙浆砌25号片石,容重为k23KN/m3，砌体a900kpa，j90kpa，l90kpa，wl140kpa，地基赞同承载力0430kpa，设计荷载为公路一级，路基宽26m。3.2.断面尺寸（如图1）过综合考虑该路段的挡土墙设计形式为衡重式，初步拟定尺寸以以以下图，详尽数据经过几何关系计算以下：H=7m，H1=3.18m，H2=4.52m，H3=0.7m，B1=1.948m，B2=2.46m，B3=2.67m，B4=2.6m，B41，B=0.35m，B=1.27m，，tan10.311tan2=－2111tanj=tan=1:，b=8×＋2+×＝；βααα图1挡土墙计算图式：3.3.上墙断面强度验算土压力和弯矩计算:破裂角作设想墙背tan1'H10.311B11=H11'1假设第一破裂面交于边坡，如图2所示：βjαα'θi图2上墙断面验算图式：依据《公路路基设计手册》表3-2-2第四类公式计算：11=°i9022i1901=°22此中arcsinsin=°sin对于衡重式的上墙，设想墙背=，并且1'>i,即出现第二破裂面。设衡重台的外缘与边坡顶连线与垂直方向的角度为0，则：tan0=bH1tanB1==>tani=，因此第一破裂面交与H1a坡面，与假设切合。土压力计算土压力系数：K=cos2i=0.583sin2sin2cos2icosi1cosicosiH1'=H11tan1'tan=（m）1tanitan2E1=1H1'2K=（KN）E1x=E1cosi=（KN）2E=Esini=（KN）E1H=Ecosi0=（KN）1y11E1V=E1sini0=（KN）作用于实质墙背上的土压力为：E1x'=E1x=（KN）E1y'=E1xtan1=（KN）土压力对验算截面的弯矩：Z1y=H1'=（m）Z1x=B1Z1ytan=（m）3ME1E1y'Z1xE1x'Z1y=×－×＝－（）上墙自重及弯矩计算W1=1/2（+）××23＝（KN）Z1=2223=（m）MW179.93（）截面应力验算N1E1y'W1=（KN）H1E1x'=（KN）M1ME1MW1=（）e1B1M12=>B1/4=N1minN116e1=－>－90kpaB1B1直剪应力：1H1f0N1/B1=－<90kpa，此中f0为圬工之间的摩擦系数这里根据规范取值为。斜剪应力计算以下：AH1kB21tanjN1f0H1tanjN1=H1tanjN1fH10.5kB2tanjN101tanAA21=，因此=°。斜剪应力：3cos2H1ftan1tanjtanNtanf1tanjtan1B2tantanf10102k102B1=<90kpa。3.4.基顶截面应力验算：3.4.1.破裂角由前面计算得知上墙的第一破裂面交于边坡，现假设下墙的破裂面也交于边坡。（如图3）依据《公路路基设计手册》表3-2-3第五类公式计算：βjααθiθi'α2α图3基顶截面计算图式290=°，式中=°，tan用以下公式计算：tantantancot21tan22cot2tan1tan2tancot22则获得bH2tan2tan2H1tan1'=（m）>aH1tani=（m）故下墙的破裂面交于边坡，这与假设切合。3.4.2.土压力计算：土压力系数：'=cos22=K2sinsincos22cos2212cos22cos2'2h0'='=H11tan1'tan'=H2H3=（m）K1=1+H2'且h01tantan=，H224E2=1H2'2K'K1'122.47（KN）2E2x=E2cos22=（KN），E2y=E2sin22=（KN）土压力对验算截面产生的弯矩：Z2yH2'h0''=（m）2x=B2Z2ytan2=（m）=33KZ1上墙的土压力对验算截面的弯矩：Z1x'Z1xH2'=（m）Z1y'H2'tanjB1B11Z1xtani=3(m)ME2EZ'E2yZ2yE1xZ'EZ2x359.31（）1y1y1x2x3.4.3.墙身自重及对验算截面产生的弯矩：W1=（KN）Z1'Z1H1tanj=（m）W2=1B1B2B11H2'k=（KN）2Z2222=（m）W=W1+W2=（KN）MwWZ'WZ2=（）1123.4.4.衡重台上填土重及弯矩计算：β1Wα'ji'α1W图4衡重台上填料及弯矩计算图式WE11'tan'tani=(KN)H1H112WE21B11H1=(KN)W=W2=(KN)+WE2EE15MWE=1WE22H1tan1B11WE12H1tan1'H1'taniWE3=3.4.5.截面强度验算：M2ME2MWEMW=（）N2E1yE2yWEW=（KN）B2M2=>B2/4=e22N21,2N216e2=900kpaB2B2140kpa剪应力验算：H2f0N2/B2=－<90kpa3.5.基底截面强度及坚固性验算：3.5.1.土压力及弯矩计算：βjα1αiθiθi'αθ2α图5基底截面强度及坚固性验算图式H02=H2+=（m）K1''12h'20=，K'=cosH02sincos22cos221cos

2=2sin22cos21H022'''163.48（KN）E3=KK12E=Ecos22=（KN），E=Esin22=（KN）3x33y36E3H=E3cos220=（KN），E3V=E3sin220=（KN）土压力对验算截面产生的弯矩：Z3x=H02h0'h=（m）Z3y=B3Ztan=（m）33K1''3x2Z1x''Z1x'H3=（m）Z''Z'B21Htanj=(m)1y1y3ME3E1yZ1y''E3yZ3yE1xZ1x''E3xZ3x300.24（）3.5.2.墙身基础自重及对基底截面产生的弯矩：W1=（KN）Z''Z'Htanj=（m）113W2=1B1B2B11H2'k=（KN）2Z2'Z2B21H3tanj=（m）W3=1B21B2B3H3k=（KN），2Z3222W4=1Z41B4B3=（m）B3hk=7.98（KN），32W=W1+W2+W3+W4=（KN），MwW1Z1''W2Z2'W3Z3W4Z4=（）3.5.3.衡重台上填土重及对基底截面的弯矩计算：WE'WE=(KN)MWE'MWEWEB21H3tanj=3.5.4.基底截面应力和坚固验算：3.5.4.1.偏爱距及基底应力验算：MME3MWMWE'=NE1VE3VWWE'cos0=（KN）HE1HE3HWWE'sin0=（KN）B41M/6=e32=<B4N'N6e3430kpa应力验算：1,2B411=，满足要求。B41430kpa73.5.4.2.坚固验算：滑动坚固方程：1.1WWE'Q1E1yE3yE1xE3xtan01.1WWE'Q1E1yE3ytan0Q1E1xE3x=>0，式中Q1为土压力分项系数，依据规范取值为，为基底摩擦系数取值为抗滑动坚固系数Kc按下式计算：WE'E1xE3xtanKc=E1xE3xWWE'tan

=>0因此抗滑动坚固性满足要求。抗颠覆坚固方程0.8MQ1ME3=>0抗滑