边坡支护体系重力式挡土墙结构设计

重力式挡土墙设计1设计参数几何参数：挡土墙墙高H=6m，取基础埋置深度D=1.5m（按规范规定，D不小于1.0m，本设计中可取1.25m或1.5m），挡土墙纵向分段长度取L=10m；墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.2，=－11.3°（注意这个角度是负值），墙底（基底）倾斜度tan=0.190，倾斜角=10.76°；墙顶填土高度=2m，填土边坡坡度1:1.5，=arctan（1.5）=33.69°，汽车荷载边缘距路肩边缘=0.5m；力学参数：墙后填土砂性土内摩擦角=34°，填土与墙背外摩擦角=/2=17°，填土容重=18kN/m；墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重=22kN/m,砌体容许压应力[]=600kPa,砌体容许剪应力[]=100kPa,砌体容许拉应力[]=60kPa；地基容许承载力[]=250kPa。2车辆荷载换算按墙高确定的附加荷载强度进行计算==0.833主动土压力计算3.1计算破裂角直线形仰斜墙背，且墙背倾角较小，不会出现第二破裂面。经验算，按破裂面交于荷载中部进行计算a=2m,b==3m,d=0.5m,H=6m,,,,°=0.33适=鸦－防=0.8匀1式或烈-2.4乎7爸（舍）°侮3.2南脆计算主动土压所力捧及其作用点位鹿置美锄计算主动土压筑力=0.18=0.82m=2.26m2.92m1.68=98KN绪=蹲97.5辱KN=9.7KN阀牢计算主动土压漂力的合力作用后点位置特经试算，状取挡土墙顶宽折2.8m=2.69=2.1m秀=肢2.69税＋削2.1叫×类0.2递=架3.1得m将,修正为，修=慕=2.1-2秀.8幻×假0.19=换1.57m摸=匆=2.8-1倒.57指×浓（焰-0.昏2零）嗽=魄3.11m你3.3搁沉被动土压力本墙前的被动土帽压力忽略不计垫。偏于安全辱4揉粱挡土墙计算先4.1叫漆拟定挡土墙顶液宽苏经试算，取挡盈土墙顶宽加为旅b乓=评2.8m隔4.2率首抗滑动稳定性赔验算佳经查表，可得勺：冤屋=2.8爽×景﹙娱6院－滴2.8状×厉0.19拼﹚阔＝流15.31m超=0.5裤×络2.8兆×祥2.8怀×御0.19=叙0.745南蜜m愈=22弦×忙15.31=材336.8K损N管=22陡×拉0.745=启16.39K肥N春=353.1顾9KN定=362.8驶9KN烧（何0.9柴×申353.19啊+1.4合×让9.验7可）否×戴0.3+0.领9立×危353.19丛×柿0.19-1保.4品×测97.5=2灌3.33点＞度0披龙满足要求搂=吨4软＞何1.3费服满足要求付4.3天剑抗倾覆稳定性踏验算n=0.22=2m=1.9m=2.0m希=0.9钟×吵353.19虽×叹2+1.4纷×宰(厦9.7吼×乎2.1搅－东97.5泛×纳3.1)=统241.11雪＞帆0篇淡满足要求甲=雹4.62去＞蚁1.5枝善满足条件别4.4协岛基底合力偏心甚距验算B=2.69夹N=362.探89KN=1.6m蜻=0.26言＜励=0.45脊旦课满足要求表4.5蓬语地基承载力验雕算临=美213.14趁K你p鞋a躲＜蚊[剂]向=250K脾p万a猾=56.67传冈K边p候a辛＜新[坐]祸=250K那p还a格4.6踏叨墙身强度验算塞墙面与墙背平浪行，截面最大取应力贸位于接近基底沿处。由基底应凳力计算结果知肠墙身正应力满垒足墙体材料强稀度要求。墙身右剪应力拉应力五很小，计算从略略。仰贱雹幸给蚂边坡稳定性设盼计简1始将汽车荷载换谊算成土柱高度想2韵查筑表运4-商1妄得延β猾1线=25典°凉，受β薪2锯=35°迷3针H=远=8+8+4茶.8=20.跳8翼积孟堆4.5H=曾93.6沟4唱、其他计算步姨骤列于下表中至：剩贿分段矿si言n吼α庸i扰α疑i肚(亡度亦)投co敢s挨α孔i寄A(m亿2己)仪G胃i巨(蓬KN)匆N赔i告(夺KN)透T殿i诚(强KN)夺L(m)众1篮0.857逼59闸0.515户13+10级391洲201肆335组45.7朗2液0.719嫌46茧0.695球35+10侵765恋532传550议3玉0.602众37识0.799筐44+5奴833惯666荷501竖4品0.454甚27次0.891促48绳816必727浸370暑5币0.326由19紫0.946国44伙748筐708显244滨6始0.174垂10凑0.985灯40掠680热670局118砌7基0.07纯4裤0.998指36窜612昂611概43中8循-0.087索-5悉0.996生27屑459腐457慎-40症9吹-0.225悟-13准0.974诞15裤255喘248趟-57吼10救-0.309夜-18乳0.951淡3乡51店49惠-16福Σ因4869第2048脾传K汽1锻>1.25枕，稳定兰沥青混凝土路光面设计一、轴载分析桥1急）路面设计以摔双轮组单轴载遭100kN姐为标准轴载。聋当以设计弯沉核值为指标及验家算沥青层层底梦拉应力为设计磁指标时，轴载吃换算采用如下肾的计算公式：欢式中：党—光—璃标准轴载的当言量轴次，（次衬/草日）；愚孕—跟—抓被换算车辆的港各级轴载作用饱次数，（次固/查日）；搅偿—可—涨标准轴载，（赚kN策）谣;帆诉—械—亩被换算车辆的苦各级轴载，（邮kN亡），轴载小于事25kN牢的轴载作用不专计；咽—点—脊轮组系数，单梳轮组为另6.4冈，双轮组为混1探，四轮组为俯0.38绒。劣弓书鉴体摇架暖些—臣—栽轴数系数，当藏轴间距大于变3m继时，按单独的燃一个轴计算，饼当轴间距小于下3m搜时，双轴或多讨轴时按下式计附算——轴数。宰当以半刚性材排料结构层的层句底拉应力为设袜计指标时，采衣用如下公式：糠式中：尤—比—茧轮组系数，双犯轮组为葵1.0践，单轮组为棒18.5士，四轮组为勤0.09井；晋—跨—片轴数系数。当曲轴间距大于类3m哥时，按单独的餐一个轴计算，缘当轴间距小于敬3m迫时，双轴或多粉轴时按下式计巡算广按帅贵——轴数。食设计年限累计渗当量标准轴载麦数公式：美式中：蚁—租—笑设计年限内一瓦个车道沿一个炉方向通过的累漏计标准当量轴且次；玉—嫌—翼设计年限（年纱）；捐—谋—蝇路面营运第一葱年双向日平均沫当量轴次（次烛/鞋日）；叛冻同—健—洋设计年限内交盐通平均增长率帅（麦%元）；风槽类—眯—腹与车道数有关提的车辆横分布叔系数，简称车常道系数；2）计算：秧轴载换算结果幅表（弯沉）稍车型余（荣）投（掠次暴/技日）壶黄洋河随JN163四前轴肺58.6劳1便6.4耍620丛388精后轴太114察1锯1臭620傻1096.3惜江夏淮罗AL6600垫前轴默17母1尸6.4陕1000喉2.88艇后轴赛26.5踢1执1荐1000佳3.1飘东睁风升EQ140如前轴叫23.7役1乖6.4血180纸2.18似后轴像69.2辛1僚1要180隐36.29令东返风膝SP9250蜘前轴仙50.7桑1厚6.4脉220崖73.34闪后轴添113.3司1联1希220挤378.72己北侄京岛BJ130盒前轴煎13.55势1糠6.4堆300浑0.32臭后轴蹲27.2降1型1应300四1.04慌2740洲注：轴载小于床25甚KN侍的轴载作用不行计维；磨累计当量轴次步：雹根据设计规范物，一级公路沥干青路面的设计即年限取鸽15浆年，四车道的但车道系数是叛0.4~0.层5左，取膏0.45僚。柜113091点91泽次壳轴载换算结果靠表（半刚性材释料结构层的层瞒底拉应力）丘车型斤（摩）妇（禁次娱/蒜日）恐黄梅河忠JN163迅后轴盯114册1厕1迁620殊1768.6腿江碍淮漠AL6600饼后轴役26.5欢1珠1经1000镜0.02改东绑风株EQ140乐后轴吹69.2木1劳1徒180彻9.47毫东吐风涂SP9250泥后轴搁113.3怕1旨1烫220尤597.4情北机京坦BJ130核后轴讽27.2殃1券1总300捆8.99胁3748袭注：轴载小于届50kN咐的轴载作用不已计；衡累计当量轴次果：荡根据设计规范奋，一级公路沥抗青路面的设计畜年限取社15中年，四车道的蜓车道系数是婶0.4~0.浩5泪，取镰0.45驳。胖154696馋53炕次糕二、结构组合秃与材料选取骤由于上面的计吵算得到设计年博限内一个行车捐道上的累计标茎准轴次约为戏800宣万次左右。根可据芬规范推荐结构坐，并考虑到公坝路沿途可开采抵碎石、砂砾，悠并有粉煤灰、杏石灰、水泥等律材料供应。路倘面结构面层采块用沥青混凝土奉（抽12cm爱），基层采用衫二灰稳定砂砾焰（取良30cm她）辣,掉底基层采用石蔬灰土（厚度待花定）。盗规范规定高速奶公路、一级公敏路的面层由二木层至三层组成左。根据规范，得采用三层式沥品青面层，表层压采用细粒式密求级配沥青混凝热土（厚度聋3cm讯），中面层采仅用中粒式密级陵配沥青混凝土惕（厚度异4cm彼），下面层采续用粗粒式密级移配混凝土（厚百度话5cm信）。如图所示盯三、各层材料造的抗压模量和叶和劈裂强度丙的陶查表得：得到律各层材料的抗喘压模量和劈裂黄强度。抗压模脏量取泡20厨0缺C老的模量，各值证均取规范给定锹范围的中值，拢因此得到章20浴0桑C推的抗压模量：拘细粒式密级配工沥青混凝土为狭1400MP尝a毫，中粒式密级显配混凝土为差1200MP述a搭，粗粒式密级置配沥青混凝土浇为淹1000MP泉a租二灰稳定砂砾得为注1500Mp惰a涉，石灰土捕550MPa讨。各层材料的应劈裂强度：细从粒式密级配沥咬青混凝土为驱1.4Mpa歼，中粒式密级砌配沥青混凝土晓为江1.0Mpa戒，粗粒式密级酷配沥青混凝土窝为父0.8Mpa终，二灰稳定砂鸣砾为软0.7Mpa情，石灰土控0.225M碧Pa区。支四、土基回弹亩模量的确定看该路段处姓于贴Ⅳ疤7榜区，为粘质土模，处于干燥状线态，拟定稠度桌为盘1.10骂，查遗表堤“减二级自然区划共各土组土基回朗弹模量参考值鉴（肉MPa僵）蚀”黄查得土基回弹蓄模量为族40MPa蝶五、设计指标痰的确定喂对于一级公路叉，规范要求以津设计弯沉值为东设计指标，并员进行结构层拉执应力的验算。索1篮）材刻设计弯沉什公昆式：壤脑六式中向：揉迈—繁—鲁设计弯沉值；隐龙约—潜—吗设计年限内一造个车道累计当刃量标准轴载通蛾行次数；依幸阅—茄—卡公路等级系数梨，高速公路、忽一级公路为痒1.0糊，二级公路为男1.1晒，三四级公路敞为除1.2威；趟直议—包—急面层类型系数演，沥青砼面层己为科1.0跌，热拌沥青碎终石、乳化沥青味碎石、上拌下尘贯或贯入式路欺面、沥青表面括处治为搂1.1夺，中低级路面须为顽1.2秆。丧该结构为柔性欣基层与半刚性挎基层组合，按嫂内插法确定基粮层类型系数为币。丘允悼弯拉应力设计告控制指标容许勤拉应力公式：剥螺停谋喂呼式中：阳—担—戴路面结构材料狼的容许拉应力织，即该材料能湖承受设计年限羞次加载的疲劳爪弯拉应力（递MPa鬼）；共施哗—闷—爽路面结构材料三的极限抗拉强潮度（称MPa置），由实验室量按标准方法测飘得；税铲返—电—五抗拉强度结构宇系数。根据结榜构层材料不同喊，按以下公式亚计算。队武滚状柄点沉饼（沥青砼面层鲁）挥睛树嫌样壶叶涛（无机结合料恐稳定集料）亭贝亮酷芝乡胀沈停（无机结合料扣稳定细粒土）逃毒疑臂烦豪医蝴挺（贫砼）群2块）计算：该公念路为一级公路务，取菜；面层是沥青乓砼，取泳；陡各层材料的容凶许层底拉应力鄙：个细粒式密级配抚沥青砼：竹猪吓衰阁中粒式密级配蹦沥青砼：伤重型贫呈慢孩闪粗粒式密级配睬沥青砼：偷画哥织福二灰稳定砂砾倦：二灰稳定砂练砾属于半刚性快基歪层暴临涨故对仰睡秃厨石灰土：石灰哭土属于半刚性赌基犁层盆然糊故轻涨凳香孝六墓奋设计资料总结德设计弯沉值为透：年25.63珠(托0.01mm怨)笼，相关设计资荐料汇总如下：仙材锦牺料郑舅名捏捆称摩20孩0挑C伴弹模（滤MPa际）萝容许拉应力（渣MPa倒）禁细粒式密级配凡沥青混凝土钥3斥1400虹0.48氧中粒式密级配枣沥青混凝土各4呀1200妙0.34魔粗粒式密级配芬沥青混凝土图6游900梅0.27船二灰稳定砂砾荣20窗1500丹0.36梢石灰土提—渐550托0.11炸土基排—民40迎—械按设计弯沉值欺计算设计层厚宣度娇:迎俱LD=2侍5.63(笼0.01mm奋)伍蜂H(5房)=30餐cm描LS=辟26(0.往01mm)特前H(5伙)=35寺cm惹LS=瘦23.9(望0.01mm尿)半眉H(5片)=30.备9cm障(激仅考虑弯可沉唤)讯慢毅按容许拉应力肚验算设计层厚才度私:果愧H(5切)=30.呀9cm亦(挎第泰1抢缎层底面拉应力灿验算满足要丙求兵)残康H(5条)=30.们9cm后(义第忽2谢慨层底面拉应力坟验算满足要童求禽)楚品H(5军)=30.均9cm境(同第劈3屈帽层底面拉应力童验算满足要李求芹)鸽均H(5午)=30.去9cm鞋(装第孟4众僵层底面拉应力趟验算满足要角求选)藏倦H(5惩)=30.构9cm藏(刃第握5醉罩层底面拉应力任验算满足要话求辞)鼠冻谜路面设计层厚病度族:勾挤起H(5轰)=30.忠9cm顷(狼仅考虑弯夸沉箩)丈需汇H(5尸)=30.安9cm郊(惑同时考虑弯沉挪和拉应袍力耀)便旬挤验算路面防冻黎厚坐度毯:恳洞却路面最小防冻箱厚消度陵50c养m绍础左验算结果表养明的速,粱路面总厚度满尖足防冻要书求既.葛水泥混凝土路溪面设计一交通分析告由设计规范知斜，滤二壤级公路的设计面基准期就为罚2酿0通年，安全等级滋为摸三柿级。临界荷位萌处的车辆轮迹颜横向分布系数俱取背0.6惊。取交通量年偿平均增长率饿为劈5练%隶。计算设计基险准期内设计车浓道标准荷载累肾计作用次数为腐=府=脱434486姐63沈次属重交通等级办二滑抢初拟路面结构疲由规范知，相王应于安全等级嫌二棕级的变异水平吩等级为中级。傍根据拥二障级公路、重交突通等级和中级师变异水平等级杀，初拟普通路粪混凝土路面面疾层厚度为明0.22m纽。基层选用水石泥稳定粒料（蕉水泥用量陶为废5基%叛），厚机0.18m扰。垫层为庄0.15m拾低剂量无机结申合料稳定土。弊普通混凝土板答的平面尺寸为逐宽覆4.5m抖，长吹5.0m颠。纵缝为设拉稻杆平缝，横缝循为设传力杆的谈假缝。桶三孟赖路面材料参数酱确定矩由规范知，取许普通混凝土面龟层的弯拉强度害标准值港为兰5.0MP适a探，相应弯拉弹荐性模量标准值目为号31GP尘a者。路基回弹横厚量昌取螺30MP简a祖。低剂量无机济结合料稳定土略垫层回弹模量观取灵600MP北a业，水泥稳定粒应料基层回弹模傍量东取涛1300MP求a秋。猾=1013(皱MPa)衡=2.57(餐MN-m)割=0.312枯(m)=4.293=0.792弃=165(M请Pa)仙普通混凝土面费层的相对刚度循半径计算为里=0.667打(m)溪四眼忘笑计算荷载疲劳睁应力捎标准荷载在临壮界荷位处产生袜的荷载应力计需算为：卖=1.259衔(MPa)倍因纵缝为设拉蹈杆平缝，接缝嘴传荷能力的应伏力折减系垦数爪Kr=0.8值7参考虑设计基准振期内荷载应力统累计疲劳作用稠的疲劳应力系赶数智K毁f锅为=2.517循遣缴根据公路等级驰，考虑偏载和之动载等因素对蹦路面疲劳损坏套影响的综合系鬼数妄Kc=1.营1吃0婶荷载疲劳应力亚计算为宋=0.87×泽2.517呼×1.脑1兰0×1.25劝9=武3.03迷(虎MPa)疑五湾纯计算温度疲劳须应力饲公路自然区划伪Ⅱ超、格Ⅴ过Ⅲ枯Ⅳ俊、密Ⅵ觉Ⅶ什最大温度梯度虽83~88誓90~95杠86~92僵93~98而注：海拔高时春，取高值；温衣度大时取低值灶。课由规范知盟，宇Ⅲ勤区最大梯度取女9远5腐(棒℃胞/m重)忠。板长药5m楚，蓬l/r=5/年0.667=弃7.3班9慨，查得普通混恩凝土板肯厚过h=古0.22m蹲，融Bx=0.7裁1削。最大温度梯