竹溪河沿岸道路工程设计（一期）结构计算书

竹溪河沿岸道路工程设计（一期）（万福路以南K7+820～K8+100段）计算书（施工图阶段）工程编号:竹溪河沿岸道路工程结构计算书第1页共34页目录1 工程概况 工程概况竹溪河沿岸道路2#隧道为竹溪河沿岸道路工程的重要组成部分，隧道起点里程桩号K7+846，止于K8+083，长237m。竹溪河沿岸道路为城市次干路，隧道为双向四车道，设计行车速度为40km/h。隧道建筑限界宽10.95m，限界高5.00m。衬砌内轮廓高约8.53m，宽12.05m，面积83.54m2。结合周边的自然生态环境，尽量避免大开挖对生态造成的损害，遵循早进洞、晚出洞的原则，隧道进洞门采用端墙式洞门，出洞口采取削竹式洞门。净空按两车道布置，标准段行车道宽3.55+3.9m，左侧向宽度LL=0.25m，右侧向宽度LR=0.25m，预留装修空间0.10m。外侧检修道宽度按2.0m设置，内侧检修道宽度按0.5m设置。根据受力情况优劣及经济性出发，隧道采用曲墙四心圆断面。隧道建筑限界净宽10.95m，净高5.00m，内轮廓线单洞净空面积分别为83.54m2（带仰拱）。设计采用的技术标准、规范《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）《公路隧道设计细则》（JTG／TD70-2010）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2015）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTGD63-2007）《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02-01-2008）《公路桥涵施工技术规范》（JTG/TF50-2011）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）《公路隧道施工技术细则》（JTG／TF60-2009）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008）《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）主要设计参数根据地勘及《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）、《公路隧道设计细则》（JTG／TD70-2010），结合当地实际经验，支护参数如表2.1所示。表2.1支护设计表支护类型应用范围初期支护二次衬砌湿喷C25混凝土锚杆钢架间距辅助措施明洞明洞拱墙、仰拱为75cm厚的C30防水钢筋混凝土ⅤAⅤ级围岩洞口加强段26cm厚Φ25中空锚杆L=5.0m，10050cm梅花形布置I20b工字钢架0.6m（拱墙）φ108管棚进洞，并注浆，L=20m，@400mm。拱墙、仰拱为75cm厚的C30防水钢筋混凝土ⅤBⅤ级围岩一般段26cm厚Φ25中空锚杆L=5.0m，10050cm梅花形布置I20b工字钢架0.6m（拱墙）拱墙、仰拱为60cm厚的C30防水钢筋混凝土初期支护结构计算隧道的围岩、初期支护共同承担荷载，《公路隧道设计规范》规定隧道初期支护根据工程类比并辅以必要的理论分析确定。隧道初期支护主要按工程类比法设计，Ⅴ级围岩选定支护参数后需进行检验计算。初期支护结构计算采用MIDAS/GTS有限元分析软件，按地层结构法进行计算，并通过对释放荷载设置释放系数控制初期支护的受力，开挖阶段荷载释放50%，支护阶段荷载释放50%。所用参数见表3.1、表3.2。表3.1围岩物理力学参数表序号围岩类别容重γ（kN/m3）弹性模量ES（MPa）泊松比μ内聚力C（KPa）内摩擦角φ（°）1粉质粘土21500.461282砂质泥岩25.48160.4034531.8表3.2隧道支护结构力学参数表项目弹性模量ES（MPa）泊松比μ极限强度σ（MPa）容重γ（kN/m3）备注φ25锚杆2100000.3335（抗拉）78.5全长粘结喷砼初衬230000.224.2（弯曲抗压）2.0（抗拉）22.0C25有限元模型的建立本计算对Ⅴ级围岩段计算结构初期支护，结构只加载喷射混凝土和锚杆。计算模型左右水平计算范围均取隧道跨度的3倍，垂直计算范围取至地面或隧道高度的3倍，向下取隧道高度的3倍，数值模拟隧道施工步骤：a.中导洞全断面开挖，初期支护；b.施做钢筋混凝土中隔墙；c.左洞上台阶开挖，初期支护；d.左洞下台阶开挖，初期支护；e.右洞上台阶开挖，初期支护；f.右洞下台阶开挖，初期支护；图3.1Ⅴ级围岩段分析模型内力计算3.2.1Ⅴ级围岩段内力计算图3.3Ⅴ级围岩锚杆轴力图图3.4Ⅴ级围岩喷射混凝土轴力图图3.5Ⅴ级围岩喷射混凝土弯矩图图3.6Ⅴ级围岩X方向位移图图3.7Ⅴ级围岩Y方向位移图计算结果分析Ⅳ级围岩段隧道开挖过程中围岩变形以及初期支护最大内力见表3.3所示。表3.3隧道初期支护内力值表类别围岩变形(mm)锚杆轴力(kN)初支弯距（kN·m）初支轴力（kN）内力安全系数内力安全系数Ⅴ级25.135134.9815932.73Ⅴ级围岩断面初期支护采用喷射C25砼260mm，并设置8mm间距200×200mm钢筋网，采用纵向间距0.6m的I20b工字钢。取纵向1.0m，各级围岩初期支护的抗压、抗弯承载力的计算如下：Ⅴ级围岩断面初支抗压承载力（不考虑钢架）：=16.7×103×0.26×1.0=4342kN；Ⅴ级围岩断面初支抗弯承载力：=（871.2×300×0.20×10-3）/0.8+(1×0.262/6)×1.3×103=64.75kN.m；Ⅴ级围岩断面抗弯、抗压和抗剪安全系数为：初支抗弯安全系数：64.75÷13=4.98；初支抗压安全系数：4342÷1593=2.73；Ⅴ级围岩断面初支的抗弯、抗压和抗剪安全系数分别如表3.3所示，从表中可以看出，开挖完成前后，初支的所有安全系数都大于1.0，因此初支设计是安全的合理的。从各弯矩图可以看出，初支的整体弯矩都比较小，只是由于横向集中力的存在，而使局部弯矩比较大，可以认为现有初支设计参数能够满足受力要求。从表中表3.3可以看出锚杆轴力较小，均在其抗拉强度范围内，锚杆设计是合理的、安全的，能够满足其受力要求。从表中各级围岩的位移值可以看出，施工开挖过程中Ⅳ型断面岩土最大变形为25.1mm，围岩变形较小，其值都在《公路隧道设计规范》允许范围内。小结由以上计算和分析可以得出，Ⅴ级围岩断面初期支护设计参数满足计算要求，隧道开挖后及时进行初期支护，初支内力整体较小，初支以及临时支护设计参数能够满足受力要求，初支是安全的；锚杆轴力均在其抗拉强度范围内，锚杆设计是合理的，满足其受力要求；隧道围岩变形以及地面沉降都控制在较小的范围内，其值在规范允许范围内；由于影响喷锚支护设计的因素较多，计算方法不统一，加之无法模拟超前支护的作用，隧道围岩变形、地表沉降等以实际监控量测为准。二次衬砌验算本次二次衬砌的验算，采用荷载结构法，利用同济曙光公路隧道设计分析6.0软件对Ⅴ级围岩段二次衬砌进行正截面抗弯强度验算、斜截面抗剪强度验算以及裂缝宽度验算。荷载组合根据隧道所处地形、地质条件、埋置深度、结构特征和工作条件、施工方法、相邻隧道间距等因素确定荷载，隧道结构上的荷载如表3.1所示。表3.1荷载分类表荷载分类荷载名称永久荷载围岩压力土压力结构自重结构附加恒载混凝土收缩和徐变的影响力水压力可变荷载基本可变荷载公路车辆荷载、人群荷载公交公路车辆荷载及其所产生的冲击力、土压力公交铁路列车活载及其所产生的冲击力、土压力其它可变荷载公交渡槽流水压力温度变化的影响力冻胀力施工荷载偶然荷载落石冲击力地震力注：结构附加恒载指伴随隧道营运的各种设备、设施等的恒重；施工荷载指设备运输及吊装荷载、施工机具及人群荷载等施工阶段的外加力。 ①结构自重：为沿衬砌横断面轴线分布的竖向荷载；②地层压力：在隧道结构上可能同时出现的荷载，按下表进行组合：表3.2荷载组合表按承载能力要求检验基本组合组合一结构自重+附加恒载+围岩压力组合二结构自重+附加恒载+土压力+公路荷载结构自重+附加恒载+土压力+列车活载结构自重+附加恒载+土压力+渡槽流水压力组合三结构自重+附加恒载+土压力+施工荷载+温度作用力偶然组合组合四结构自重+附加恒载+围岩压力或土压力+地震作用或落石冲击力按正常使用要求检验长期效应组合组合五结构自重+附加恒载+围岩压力+混凝土收缩和徐变力组合六结构自重+附加恒载+土压力+公路荷载、列车荷载或渡槽流水压力短期效应组合组合七结构自重+附加恒载+围岩压力或土压力+混凝土收缩和徐变力+温度荷载+冻胀力荷载计算3.2.1隧道深浅埋确定根据公路隧道设计细则，连拱隧道深埋或浅埋一般可根据荷载等效高度值，并结合地质条件、施工方法等因素按下式综合判定。式中：Hp——连拱隧道深浅埋分界深度（m）；hq——拱部内侧荷载的等效高度（m）；hq1——拱部基本垂直围岩压力荷载等效高度（m），按计算；hq2——拱部附加垂直围岩压力荷载内侧等效高度（m），按计算；Bm——整个连拱隧道平衡拱跨度（m）；Bp——侧边破裂面在水平面上的投影宽度（m），按计算；Gz——附加荷载的总重量，按计算；——拱顶附近岩体的计算重度（KN/m3）；——普氏围岩坚固系数，按计算，Rb为岩体饱和单轴抗压强度（MPa）。3.2.2Ⅴ级围岩段荷载确定根据地勘，Ⅴ级围岩段隧道最大埋深为36m，根据计算，隧道属于浅埋隧道，围岩压力计算按《公路隧道设计细则》JTG/TD70-2010中8.3.3计算，由于埋深较大，荷载计算时按无偏压连拱隧道计算，计算简图如下：图4.1浅埋无偏压连拱隧道计算简图3.2.3拱形明洞段荷载确定隧道洞口位置均采用拱形明洞结构，考虑到后期洞口回填高度不大于13m，拱形明洞段荷载计算取洞顶回填土荷载+路面超载20KN/m2，回填土重度按20KN/m3计。考虑到明洞回填在后期施做，且设计图中回填要求，在荷载计算时不考虑偏压作用。拱形明洞荷载计算简图同Ⅴ级浅埋无偏压隧道计算简图。3.2.4荷载结构法计算采用荷载结构法计算时，隧道计算模型如下图所示。图3.2荷载结构法连拱隧道计算模型示意图—垂直土压力（包括地面超载）（kPa）；—侧向土压力（kPa）；隧道二次衬砌计算模型采用荷载—结构模型时，除考虑垂直土压力和侧向土压力外，还用一定刚度的弹簧（只能受压）模拟因地层对结构变形的约束作用产生的形变压力。内力计算采用荷载结构法计算时，根据地勘资料，计算中不考虑水压。根据计算，各级围岩下均按浅埋隧道计算。暗挖段Ⅴ级围岩弹性抗力系数取150Mpa/m;拱形明洞段考虑到后期回填以及所处位置，不考虑水压力作用，弹性抗力系数取30Mpa/m，侧压力系数取0.5。各计算断面所受荷载标准值见下表：表4.3计算荷载标准值断面类型埋深围岩压力垂直荷载q(kN/m)水平荷载（kN/m）e1e2Ⅴ级围岩一般段36m456.89089.278.390110.178.39090.005Ⅴ级围岩加强段13m247.00089.242.37974.13242.37953.993小里程段拱形明洞段6m12089.220.58955.04320.58933.330大里程段拱形明洞段6m12095.460165.360107.7Ⅴ级围岩一般段计算结果：内力图弯矩图剪力图轴力图极值表极值类型单元ID轴力N(kN)弯矩M(kN.m)剪力Q(kN)最大轴力2812349.09-282.8728.11最大弯矩2132025.09-492.353.64最大剪力762159.99-121.04516.18Ⅴ级围岩加强段计算结果：弯矩图剪力图轴力图极值表极值类型单元ID轴力N(kN)弯矩M(kN.m)剪力Q(kN)最大轴力2811648.22-214.80-3.33最大弯矩2131391.17-339.094.96最大剪力1601505.08-92.23-347.81拱形明洞段计算结果：弯矩图剪力图轴力图极值表极值类型单元ID轴力N(kN)弯矩M(kN.m)剪力Q(kN)最大轴力2901073.38-343.51410.16最大弯矩287739.32-521.43-256.47最大剪力161707.32-279.34-483.21二衬截面验算3.4.1Ⅴ级围岩一般段衬砌结构验算从表4.4中的荷载组合可以看出，拱顶为受力最不利处，因此只需按公路隧道设计规范附录K对拱顶分别进行正截面抗拉强度验算以及裂缝宽度验算，并对拱脚处进行斜截面抗剪强度验算。正截面强度验算：裂缝宽度验算：斜截面抗剪验算：3.4.2Ⅴ级围岩加强段衬砌结构验算正截面强度验算：裂缝宽度验算：斜截面抗剪验算：3.4.3拱形明洞段衬砌结构验算从荷载组合可以看出，拱顶为受力最不利处，因此只需按公路隧道设计规范附录K对拱顶分别进行正截面抗拉强度验算以及裂缝宽度验算，并对拱脚处进行斜截面抗剪强度验算。正截面强度验算：裂缝宽度验算：斜截面抗剪验算：小结计算结果表明，Ⅴ级围岩段以及拱形明洞段二次衬砌正截面强度、斜截面抗剪强度及裂缝宽度均满足规范要求。电缆槽、排水沟盖板计算4.1电缆沟（1.57m×0.5m×0.1m）计算1计算条件计算跨度:Lx=1.570mLy=0.500m 板厚h=100mm 板容重=25.00kN/m3；板自重荷载设计值=3.38kN/m2恒载分项系数=1.35；活载分项系数=1.40活载调整系数=1.00；荷载设计值(不包括自重荷载):均布荷载q=5.60kN/m2 砼强度等级:C30,fc=14.30N/mm2,Ec=3.00×104N/mm2支座纵筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2板底纵筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2 纵筋混凝土保护层=40mm,配筋计算as=45mm,泊松比=0.20 支撑条件=四边 上:自由 下:自由 左:简支 右:简支角柱 左下:无 右下:无 右上:无 左上:无2计算结果 弯矩单位:kN.m/m,配筋面积:mm2/m,构造配筋率:0.20%弯矩计算方法:单向板按公式法挠度计算方法:单向板按公式法。 2.1跨中:[水平] [竖向] 弯矩2.8 0.0 面积200(0.20%) 200(0.20%) 实配E10@140(561) E10@140(561) 2.2四边:[上] [下] [左] [右] 弯矩0.0 0.0 0.0 0.0 面积200(0.20%) 200(0.20%) 200(0.20%) 200(0.20%) 实配E10@140(561) E10@140(561) E10@140(561) E10@140(561)2.3挠度结果(按单向板计算): 挠度验算:3.20<fmax=7.85mm,满足2.4跨中最大裂缝:0.018<[ωmax]=0.20mm,满足4.2电缆沟（0.65m×0.5m×0.08m）计算1计算条件计算跨度:Lx=0.650mLy=0.500m 板厚h=80mm 板容重=25.00kN/m3；板自重荷载设计值=2.70kN/m2恒载分项系数=1.35；活载分项系数=1.40活载调整系数=1.00；荷载设计值(不包括自重荷载):均布荷载q=5.60kN/m2 砼强度等级:C30,fc=14.30N/mm2,Ec=3.00×104N/mm2支座纵筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2板底纵筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2 纵筋混凝土保护层=40mm,配筋计算as=45mm,泊松比=0.20 支撑条件=四边 上:自由 下:自由 左:简支 右:简支角柱 左下:无 右下:无 右上:无 左上:无2计算结果 弯矩单位:kN.m/m,配筋面积:mm2/m,构造配筋率:0.20%弯矩计算方法:单向板按公式法挠度计算方法:单向板按公式法。2.1跨中:[水平] [竖向] 弯矩0.4 0.0 面积160(0.20%) 160(0.20%) 实配E10@140(561) E10@140(561) 2.2四边:[上] [下] [左] [右] 弯矩0.0 0.0 0.0 0.0 面积160(0.20%) 160(0.20%) 160(0.20%) 160(0.20%) 实配E10@140(561) E10@140(561) E10@140(561) E10@140(561)2.3挠度结果(按单向板计算): 挠度验算:0.26<fmax=3.25mm,满足2.4跨中最大裂缝:0.004<[ωmax]=0.20mm,满足4.3排水沟（0.5m×0.5m×0.1m）计算1计算条件计算跨度:Lx=0.500mLy=0.500m 板厚h=100mm 板容重=25.00kN/m3；板自重荷载设计值=3.38kN/m2恒载分项系数=1.35；活载分项系数=1.40活载调整系数=1.00；荷载设计值(不包括自重荷载):均布荷载q=28.00kN/m2 砼强度等级:C30,fc=14.30N/mm2,Ec=3.00×104N/mm2支座纵筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2板底纵筋级别:HRB400,fy=360.00N/mm2,Es=2.00×105N/mm2 纵筋混凝土保护层=40mm,配筋计算as=45mm,泊松比=0.20 支撑条件=四边 上:自由 下:自由 左:简支 右:简支角柱 左下:无 右下:无 右上:无 左上:无2计算结果 弯矩单位:kN.m/m,配筋面积:mm2/m,构造配筋率:0.20%弯矩计算方法:单向板按公式法挠度计算方法:单向板按公式法。 2.1跨中:[水平] [竖向] 弯矩1.0 0.0 面积200(0.20%) 200(0.20%) 实配E10@200(393) E10@200(393) 2.2四边:[上] [下] [左] [右] 弯矩0.0 0.0 0.0 0.0 面积200(0.20%) 200(0.20%) 200(0.20%) 200(0.20%) 实配E10@200(393) E10@200(393) E10@200(393) E10@200(393)2.3挠度结果(按单向板计算): 挠度验算:0.10<fmax=2.50mm,满足2.4跨中最大裂缝:0.009<[ωmax]=0.20mm,满足进洞口洞门端墙验算原始条件:墙身尺寸:墙身高:9.510(m)墙顶宽:2.000(m)面坡倾斜坡度:1:0.100背坡倾斜坡度:1:-0.100采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.400(m)墙趾台阶h1:0.800(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.100:1物理参数:圬工砌体容重:23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数:0.400地基土摩擦系数:0.600墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:110.000(kPa)材料抗压极限强度:1.600(MPa)材料抗力分项系数:2.310系数醩:0.0020挡土墙类型:一般挡土墙墙后填土内摩擦角:40.000(度)墙后填土粘聚力:0.000(kPa)墙后填土容重:20.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度)地基土容重:20.000(kN/m3)修正后地基承载力特征值:1000.000(kPa)地基承载力特征值提高系数:墙趾值提高系数:1.200墙踵值提高系数:1.300平均值提高系数:1.000墙底摩擦系数:0.600地基土类型:坚硬岩石地基地基土内摩擦角:30.000(度)土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:1折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数110.0002.8100坡面起始距离:0.000(m)地面横坡角度:20.000(度)填土对横坡面的摩擦角:35.000(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙分段长度:10.000(m)第1种情况:组合1组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000√2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000√3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√4.填土侧压力分项系数=1.000√5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√[土压力计算]计算高度为9.748(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=31.696(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角：31.696(度)Ea=182.783(kN)Ex=178.927(kN)Ey=37.345(kN)作用点高度Zy=3.249(m)墙身截面积=19.625(m2)重量=451.378(kN)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.600采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=5.711(度)Wn=449.138(kN)En=54.964(kN)Wt=44.914(kN)Et=174.323(kN)滑移力=129.410(kN)抗滑力=302.461(kN)滑移验算满足:Kc=2.337>1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足:方程值=205.511(kN)>0.0地基土层水平向:滑移力=178.927(kN)抗滑力=296.622(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.658>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.845(m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=2.701(m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=3.012(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=538.855(kN-m)抗倾覆力矩=933.540(kN-m)倾覆验算满足:K0=1.732>1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足:方程值=228.152(kN-m)>0.0(三)地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=504.102(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=394.685(kN-m)基础底面宽度B=2.388(m)偏心距e=0.411(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=0.783(m)基底压应力:趾部=429.235踵部=0.000(kPa)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.411<=0.250*2.388=0.597(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=429.235<=1200.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=0.000<=1300.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=211.090<=1000.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=19.340(m2)重量=444.820(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.848(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.701(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=3.012(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=482.165(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=384.243(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.797(m)截面宽度B=2.400(m)偏心距e1=0.403(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.403<=0.250*2.400=0.600(m)截面上压应力:面坡=403.355背坡=-1.551(kPa)压应力验算满足:计算值=403.355<=2100.000(kPa)拉应力验算满足:计算值=1.551<=280.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-5.808<=110.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数0=1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=482.165(kN) 轴心力偏心影响系数醟=0.747 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.400(m2) 材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.898 计算强度时: 强度验算满足:计算值=482.165<=1241.740(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=482.165<=1115.376(kN)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为8.710(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=31.696(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角：31.696(度)Ea=145.940(kN)Ex=142.862(kN)Ey=29.818(kN)作用点高度Zy=2.903(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=17.420(m2)重量=400.660(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.436(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.290(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=2.903(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=430.478(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=228.665(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.531(m)截面宽度B=2.000(m)偏心距e1=0.469(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.469<=0.250*2.000=0.500(m)截面上压应力:面坡=517.957背坡=-87.480(kPa)压应力验算满足:计算值=517.957<=2100.000(kPa)拉应力验算满足:计算值=87.480<=280.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-14.665<=110.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数0=1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=430.478(kN) 轴心力偏心影响系数醟=0.601 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.000(m2) 材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.843 计算强度时: 强度验算满足:计算值=430.478<=832.886(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=430.478<=701.724(kN)第2种情况:组合2组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000√2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000√3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√4.填土侧压力分项系数=1.000√5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√[土压力计算]计算高度为9.748(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=31.696(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角：31.696(度)Ea=182.783(kN)Ex=178.927(kN)Ey=37.345(kN)作用点高度Zy=3.249(m)墙身截面积=19.625(m2)重量=451.378(kN)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.600采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=5.711(度)Wn=449.138(kN)En=54.964(kN)Wt=44.914(kN)Et=174.323(kN)滑移力=129.410(kN)抗滑力=302.461(kN)滑移验算满足:Kc=2.337>1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足:方程值=205.511(kN)>0.0地基土层水平向:滑移力=178.927(kN)抗滑力=296.622(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.658>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.845(m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=2.701(m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=3.012(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=538.855(kN-m)抗倾覆力矩=933.540(kN-m)倾覆验算满足:K0=1.732>1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足:方程值=228.152(kN-m)>0.0(三)地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=504.102(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=394.685(kN-m)基础底面宽度B=2.388(m)偏心距e=0.411(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=0.783(m)基底压应力:趾部=429.235踵部=0.000(kPa)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.411<=0.250*2.388=0.597(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=429.235<=1200.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=0.000<=1300.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=211.090<=1000.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=19.340(m2)重量=444.820(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.848(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.701(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=3.012(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=482.165(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=384.243(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.797(m)截面宽度B=2.400(m)偏心距e1=0.403(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.403<=0.250*2.400=0.600(m)截面上压应力:面坡=403.355背坡=-1.551(kPa)压应力验算满足:计算值=403.355<=2100.000(kPa)拉应力验算满足:计算值=1.551<=280.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-5.808<=110.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数0=1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=482.165(kN) 轴心力偏心影响系数醟=0.747 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.400(m2) 材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.898 计算强度时: 强度验算满足:计算值=482.165<=1241.740(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=482.165<=1115.376(kN)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为8.710(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=31.696(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角：31.696(度)Ea=145.940(kN)Ex=142.862(kN)Ey=29.818(kN)作用点高度Zy=2.903(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=17.420(m2)重量=400.660(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.436(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.290(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=2.903(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=430.478(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=228.665(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.531(m)截面宽度B=2.000(m)偏心距e1=0.469(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.469<=0.250*2.000=0.500(m)截面上压应力:面坡=517.957背坡=-87.480(kPa)压应力验算满足:计算值=517.957<=2100.000(kPa)拉应力验算满足:计算值=87.480<=280.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-14.665<=110.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数0=1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=430.478(kN) 轴心力偏心影响系数醟=0.601 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.000(m2) 材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.843 计算强度时: 强度验算满足:计算值=430.478<=832.886(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=430.478<=701.724(kN)第3种情况:组合3组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000√2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000√3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√4.填土侧压力分项系数=1.000√5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√[土压力计算]计算高度为9.748(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=31.696(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角：31.696(度)Ea=182.783(kN)Ex=178.927(kN)Ey=37.345(kN)作用点高度Zy=3.249(m)墙身截面积=19.625(m2)重量=451.378(kN)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.600采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度=5.711(度)Wn=449.138(kN)En=54.964(kN)Wt=44.914(kN)Et=174.323(kN)滑移力=129.410(kN)抗滑力=302.461(kN)滑移验算满足:Kc=2.337>1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足:方程值=205.511(kN)>0.0地基土层水平向:滑移力=178.927(kN)抗滑力=296.622(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.658>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.845(m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=2.701(m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=3.012(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=538.855(kN-m)抗倾覆力矩=933.540(kN-m)倾覆验算满足:K0=1.732>1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足:方程值=228.152(kN-m)>0.0(三)地基应力及偏心距验算基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=504.102(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=394.685(kN-m)基础底面宽度B=2.388(m)偏心距e=0.411(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=0.783(m)基底压应力:趾部=429.235踵部=0.000(kPa)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.411<=0.250*2.388=0.597(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=429.235<=1200.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=0.000<=1300.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=211.090<=1000.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=19.340(m2)重量=444.820(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.848(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.701(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=3.012(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=482.165(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=384.243(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.797(m)截面宽度B=2.400(m)偏心距e1=0.403(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.403<=0.250*2.400=0.600(m)截面上压应力:面坡=403.355背坡=-1.551(kPa)压应力验算满足:计算值=403.355<=2100.000(kPa)拉应力验算满足:计算值=1.551<=280.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-5.808<=110.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数0=1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=482.165(kN) 轴心力偏心影响系数醟=0.747 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.400(m2) 材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.898 计算强度时: 强度验算满足:计算值=482.165<=1241.740(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=482.165<=1115.376(kN)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为8.710(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=31.696(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角：31.696(度)Ea=145.940(kN)Ex=142.862(kN)Ey=29.818(kN)作用点高度Zy=2.903(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=17.420(m2)重量=400.660(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.436(m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.290(m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=2.903(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=430.478(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=228.665(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.531(m)截面宽度B=2.000(m)偏心距e1=0.469(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.469<=0.250*2.000=0.500(m)截面上压应力:面坡=517.957背坡=-87.480(kPa)压应力验算满足:计算值=517.957<=2100.000(kPa)拉应力验算满足:计算值=87.480<=280.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-14.665<=110.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数0=1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=430.478(kN) 轴心力偏心影响系数醟=0.601 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.000(m2) 材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.843 计算强度时: 强度验算满足:计算值=430.478<=832.886(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=430.478<=701.724(kN)各组合最不利结果(一)滑移验算安全系数最不利为：组合1(组合1)抗滑力=302.461(kN),滑移力=129.410(kN)。滑移验算满足:Kc=2.337>1.300滑动稳定方程验算最不利为：组合1(组合1)滑动稳定方程满足:方程值=205.511(kN)>0.0安全系数最不利为：组合1(组合1)抗滑力=296.622(kN),滑移力=178.927(kN)。地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.658>1.300(二)倾覆验算安全系数最不利为：组合1(组合1)抗倾覆力矩=933.540(kN-M),倾覆力矩=538.855(kN-m)。倾覆验算满足:K0=1.732>1.500倾覆稳定方程验算最不利为：组合1(组合1)倾覆稳定方程满足:方程值=228.152(kN-m)>0.0(三)地基验算作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(组合1)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.411<=0.250*2.388=0.597(m)墙趾处地基承载力验算最不利为：组合3(组合3)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=429.235<=1200.000(kPa)墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(组合1)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=0.000<=1300.000(kPa) 地基平均承载力验算最不利为：组合1(组合1)地基平均承载力验算满足:压应力=211.090<=1000.000(kPa)(四)基础验算不做强度计算。(五)墙底截面强度验算[容许应力法]:截面上偏心距验算最不利为：组合1(组合1)截面上偏心距验算满足:e1=0.403<=0.250*2.400=0.600(m)压应力验算最不利为：组合3(组合3)压应力验算满足:计算值=403.355<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合3(组合3)拉应力验算满足:计算值=1.551<=280.000(kPa)剪应力验算最不利为：组合3(组合3)剪应力验算满足:计算值=-5.808<=110.000(kPa)[极限状态法]:强度验算最不利为：组合1(组合1)强度验算满足:计算值=482.165<=1241.740(kN)稳定验算最不利为：组合1(组合1)稳定验算满足:计算值=482.165<=1115.376(kN)(六)台顶截面强度验算[容许应力法]:截面上偏心距验算最不利为：组合1(组合1)截面上偏心距验算满足:e1=0.469<=0.250*2.000=0.500(m)压应力验算最不利为：组合1(组合1)压应力验算满足:计算值=517.958<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(组合1)拉应力验算满足:计算值=87.480<=280.000(kPa)剪应力验算最不利为：组合1(组合1)剪应力验算满足:计算值=-14.665<=110.000(kPa)[极限状态法]:强度验算最不利为：组合1(组合1)强度验算满足:计算值=430.478<=832.886(kN)稳定验算最不利为：组合1(组合1)稳定验算满足:计算值=430.478<=701.724(kN)隧道边仰坡稳定计算书①仰坡计算[基本参数]计算方法：极限平衡法计算目标：计算安全系数边坡高度：19.079(m)结构面倾角：70.0(°)结构面粘聚力：14.0(kP