河道治理工程计算书

呈祥路（Z1路）一期工程河道治理工程计算书挡墙稳定计算1.1计算参数及方法工程河道上新建堤防采用重力式及衡重式式挡土墙。根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013）对挡墙稳定和应力进行复核。1、物理力学指标工程材料的物理力学计算参数参照地质建议值，并结合同类工程确定。C25埋石砼挡墙：重度γ=23KN/m3格宾石笼镇脚：重度γ=18.5KN/m3基底地质参数：强风化泥岩基底摩擦系数：0.30换填基础基底摩擦系数：0.40墙后填土参数指标：墙后填土为：（开挖土石料掺碎石回填）干容重γ=19.5KN/m3粘聚力c=0KPa内摩擦角φ=35°2、作用在挡墙上的荷载挡土墙上作用的各种荷载主要有：①挡土墙自重及填土重；②挡土墙墙后填土破裂体范围内的人群等临时活荷载；③土压力④静水压力、扬压力（基底的浮托力和渗透压力）、浪压力。3、计算工况及荷载组合工程地震基本烈度为Ⅵ度，根据规范可不进行地震情况下的稳定计算。根据《堤防工程设计规范》（GB50286—2013）及《水工挡土墙设计规范》（SL379—2007）规定，同时结合工程实际情况，确定以下三种计算工况：①工况1：设计枯水位，挡墙外无水，墙后有1m水位。荷载包括：挡土墙自重及填土重，在破裂填筑体上的各种恒载及汽车、人群等临时活荷载，土压力；静水压力，扬压力；②工况2：不利中水位。荷载包括：挡土墙自重及填土重，在破裂填筑体上的各种恒载及汽车、人群等临时活荷载，土压力；静水压力，扬压力，浪压力；③工况3：墙后最高水位，墙前水位骤降。荷载包括：挡土墙自重及填土重，在破裂填筑体上的各种恒载及汽车、人群等临时活荷载，土压力；静水压力，扬压力，浪压力。根据相关规定进行计算，本工程设计考虑两种荷载效应组合：①基本组合：工况1，工况2；②特殊组合：工况3。4、计算公式①抗滑稳定计算公式：式中：Kc——按抗剪强度计算的抗滑稳定安全系数；f——基底面与岩石接触面之间的抗剪摩擦系数；∑W——作用于边墙上的全部荷载对计算滑动面的法向分量，kN；∑P——作用在边墙上的全部荷载对计算滑动面的切向分量，kN。②抗倾覆稳定计算公式：式中：Ko——抗倾稳定安全系数；∑My——作用于墙体的荷载对墙前趾产生的稳定力矩，kN·m；∑M0——作用于墙体的荷载对墙前趾产生的倾覆力矩，kN·m。③基底应力计算公式：式中：e——合力偏心矩，kN·m；B——挡土墙底面宽度，m；∑W——作用于边墙上的全部荷载对计算滑动面的法向分量，m；∑M——作用于墙体的荷载对墙前趾产生的稳定力矩总和，kN·m。5、设计安全标准及设计允许值（1）挡墙抗滑、抗倾覆稳定安全系数根据《堤防工程设计规范》（GB50286-2013），挡墙抗滑稳定安全系数见表14.4-1。防洪墙沿基底面的抗滑稳定安全系数工程级别地基性质正常运用条件非常运用条件Ⅰ非常运用条件Ⅱ1级岩基1.151.051.03土基1.351.201.10土基上防洪墙基地应力最大值与最小值之比的允许值地基土质荷载组合基本组合特殊组合松软1.52.0中等坚实2.02.5坚实2.53.0（2）防洪墙抗倾稳定安全系数挡墙抗倾覆稳定安全系数工程级别正常运用条件非常运用条件Ⅰ非常运用条件Ⅱ1级1.601.501.405、计算断面本次计算分别选取重力式、衡重式挡墙不同组合型式的最危险断面为计算断面，采用北京理正软件设计研究所编制的理正岩土计算设计软件6.5版，对各计算断面按各规范进行各种工况的结构计算。1.2衡重式挡墙一（7.0m，岩基）1.2.1工况一衡重式挡土墙验算[执行标准：水利]计算项目：衡重式挡墙一（工况一）原始条件:墙身尺寸:墙身总高:7.000(m)上墙高:3.150(m)墙顶宽:1.500(m)台宽:2.100(m)面坡倾斜坡度:1:0.000上墙背坡倾斜坡度:1:0.400下墙背坡倾斜坡度:1:-0.250采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:1.000(m)墙趾台阶h1:1.000(m)墙趾台阶面坡坡度为:1:0.000墙底倾斜坡率:0.100:1下墙土压力计算方法:力多边形法物理参数：圬工砌体容重:24.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数:0.500地基土摩擦系数:0.500墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:110.000(kPa)墙身砌体容许拉应力:150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)挡土墙类型:浸水地区挡土墙墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度)地基土容重:23.000(kN/m3)修正后地基承载力特征值:350.000(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:0.300地基土类型:岩石地基地基土内摩擦角:25.000(度)地基浮力系数:0.700墙后填土土层数:2土层号层厚容重浮容重内摩擦角粘聚力土压力(m)(kN/m3)(kN/m3)(度)(kPa)调整系数14.50019.50010.00035.0000.0001.00026.00019.50010.00030.0000.0001.000土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:3折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数10.7500.000025.0003.3000320.0000.0002第1个:距离0.000(m),宽度3.500(m),高度0.200(m)第2个:距离3.500(m),宽度16.500(m),高度1.000(m)作用于墙上的附加集中荷载数:1(作用点坐标相对于墙左上角点)荷载号XYP作用角是否为被动土压力(m)(m)(kN/m)(度)1-1.000-6.50022.2070.000√地面横坡角度:0.000(度)填土对横坡面的摩擦角:17.500(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙内侧常年水位标高:-4.500(m)挡墙外侧常年水位标高:-5.500(m)=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为7.478(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角：41.202(度)Ea=305.042(kN)Ex=43.257(kN)Ey=301.960(kN)作用点高度Zy=1.092(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=13.923(度)第1破裂角=34.398(度)Ea=119.187(kN)Ex=78.315(kN)Ey=89.847(kN)作用点高度Zy=1.496(m)计算下墙土压力按力多边形法计算得到:破裂角：38.162(度)Ea=141.123(kN)Ex=140.865(kN)Ey=8.526(kN)作用点高度Zy=1.942(m)墙身截面积=25.738(m2)重量=617.705(kN)地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:11.25-5.00-0.50-6.50墙背坡侧:-44.3411.084.03-6.49墙底面:7.4974.881.65-7.27墙顶面:0.000.000.000.00衡重台上填料重(包括超载)=162.209(kN)重心坐标(3.294,-1.308)(相对于墙面坡上角点)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.300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=695.479(kN)En=120.032(kN)Wt=69.548(kN)Et=211.678(kN)滑移力=142.130(kN)抗滑力=244.653(kN)滑移验算满足:Kc=1.721>1.150地基土层水平向:滑移力=222.571(kN)抗滑力=406.080(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.824>1.150(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=2.807(m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=5.489(m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=5.346(m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=5.264(m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=1.465(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=904.084(kN-m)抗倾覆力矩=2987.863(kN-m)倾覆验算满足:K0=3.305>1.600(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=815.510(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=2083.778(kN-m)基础底面宽度B=4.802(m)偏心距e=-0.154(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=2.555(m)基底压应力:趾部=137.100踵部=202.563(kPa)最大应力与最小应力之比=137.100/202.563=0.677作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0.154<=0.250*4.802=1.200(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=137.100<=420.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=202.563<=455.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=169.831<=350.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)上墙截面强度验算上墙重力Ws=161.028(kN)上墙墙背处的Ex=78.315(kN)上墙墙背处的Ey=31.326(kN)相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂Zw=1.096(m)相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂Zy=1.496(m)相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂Zx=2.162(m)[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾，合力作用力臂Zn=0.660(m)截面宽度B=2.760(m)偏心距e1=0.720(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.720<=0.300*2.760=0.828(m)截面上压应力:面坡=178.714背坡=-39.327(kPa)压应力验算满足:计算值=178.714<=2100.000(kPa)拉应力验算满足:计算值=39.327<=280.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-6.472<=110.000(kPa)斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足:计算值=32.303<=110.000(kPa)(六)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=24.568(m2)重量=589.624(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.787(m)地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:11.25-5.00-0.50-6.50墙背坡侧:-31.257.814.11-6.17[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=847.394(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=2243.800(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=2.648(m)截面宽度B=4.897(m)偏心距e1=-0.199(m)截面上偏心距验算满足:e1=-0.199<=0.300*4.897=1.469(m)截面上压应力:面坡=130.815背坡=215.237(kPa)压应力验算满足:计算值=215.237<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-46.294<=110.000(kPa)(七)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为6.000(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角：41.202(度)Ea=305.042(kN)Ex=43.257(kN)Ey=301.960(kN)作用点高度Zy=1.092(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=13.923(度)第1破裂角=34.398(度)Ea=119.187(kN)Ex=78.315(kN)Ey=89.847(kN)作用点高度Zy=1.496(m)计算下墙土压力按力多边形法计算得到:破裂角：37.934(度)Ea=82.772(kN)Ex=82.621(kN)Ey=5.001(kN)作用点高度Zy=1.291(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=19.545(m2)重量=469.084(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.858(m)地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:1.250.000.00-5.83墙背坡侧:-11.252.814.27-5.50[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=723.329(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1367.179(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.890(m)截面宽度B=4.147(m)偏心距e1=0.184(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.184<=0.300*4.147=1.244(m)截面上压应力:面坡=220.730背坡=128.072(kPa)压应力验算满足:计算值=220.730<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-48.398<=110.000(kPa)=================================================各组合最不利结果=================================================(一)滑移验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力=244.653(kN),滑移力=142.130(kN)。滑移验算满足:Kc=1.721>1.150安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力=406.080(kN),滑移力=222.571(kN)。地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.824>1.150(二)倾覆验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗倾覆力矩=2987.863(kN-M),倾覆力矩=904.084(kN-m)。倾覆验算满足:K0=3.305>1.600(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(一般情况)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.154<=0.250*4.802=1.200(m)墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=137.100<=420.000(kPa)墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=202.563<=455.000(kPa) 地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)地基平均承载力验算满足:压应力=169.831<=350.000(kPa)(四)基础验算不做强度计算。(五)上墙截面强度验算[容许应力法]:截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=0.720<=0.300*2.760=0.828(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=178.714<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=39.327<=280.000(kPa)剪应力验算最不利为:组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-6.472<=110.000(kPa)斜截面剪应力检算最不利为:组合1(一般情况)斜剪应力验算满足:计算值=32.303<=110.000(kPa)(六)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(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=-0.199<=0.300*4.897=1.469(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=215.237<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=0.000<=280.000(kPa)剪应力验算最不利为:组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-46.294<=110.000(kPa)(七)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(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=0.184<=0.300*4.147=1.244(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=220.730<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=0.000<=280.000(kPa)剪应力验算最不利为:组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-48.398<=110.000(kPa)1.2.2工况二衡重式挡土墙验算[执行标准：水利]计算项目：衡重式挡墙一（工况二）原始条件:墙身尺寸:墙身总高:7.000(m)上墙高:3.150(m)墙顶宽:1.500(m)台宽:2.100(m)面坡倾斜坡度:1:0.000上墙背坡倾斜坡度:1:0.400下墙背坡倾斜坡度:1:-0.250采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:1.000(m)墙趾台阶h1:1.000(m)墙趾台阶面坡坡度为:1:0.000墙底倾斜坡率:0.100:1下墙土压力计算方法:力多边形法物理参数：圬工砌体容重:24.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数:0.500地基土摩擦系数:0.500墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:110.000(kPa)墙身砌体容许拉应力:150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)挡土墙类型:浸水地区挡土墙墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度)地基土容重:23.000(kN/m3)修正后地基承载力特征值:350.000(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:0.300地基土类型:岩石地基地基土内摩擦角:25.000(度)地基浮力系数:0.700墙后填土土层数:2土层号层厚容重浮容重内摩擦角粘聚力土压力(m)(kN/m3)(kN/m3)(度)(kPa)调整系数11.00019.50010.00035.0000.0001.00026.00019.50010.00030.0000.0001.000土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:3折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数10.7500.000025.0003.3000320.0000.0002第1个:距离0.000(m),宽度3.500(m),高度0.200(m)第2个:距离3.500(m),宽度16.500(m),高度1.000(m)作用于墙上的附加集中荷载数:1(作用点坐标相对于墙左上角点)荷载号XYP作用角是否为被动土压力(m)(m)(kN/m)(度)1-1.000-6.50022.2070.000√地面横坡角度:0.000(度)填土对横坡面的摩擦角:17.500(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙内侧常年水位标高:-1.000(m)挡墙外侧常年水位标高:-1.000(m)=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为7.478(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角：48.222(度)Ea=294.964(kN)Ex=41.828(kN)Ey=291.983(kN)作用点高度Zy=1.003(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=11.946(度)第1破裂角=36.936(度)Ea=118.355(kN)Ex=85.804(kN)Ey=81.520(kN)作用点高度Zy=1.619(m)计算下墙土压力按力多边形法计算得到:破裂角：39.925(度)Ea=129.128(kN)Ex=128.892(kN)Ey=7.802(kN)作用点高度Zy=1.943(m)墙身截面积=25.738(m2)重量=617.705(kN)地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:180.00-50.00-0.50-5.00墙背坡侧:-209.81-7.72-0.32-5.32墙底面:20.87208.671.42-7.24墙顶面:0.000.000.000.00衡重台上填料重(包括超载)=121.521(kN)重心坐标(3.273,-0.973)(相对于墙面坡上角点)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.300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=585.360(kN)En=108.922(kN)Wt=58.536(kN)Et=191.544(kN)滑移力=133.008(kN)抗滑力=208.284(kN)滑移验算满足:Kc=1.566>1.150地基土层水平向:滑移力=201.431(kN)抗滑力=346.220(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.719>1.150(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=2.807(m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=5.518(m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=5.469(m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=5.264(m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=1.465(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=1520.811(kN-m)抗倾覆力矩=3145.543(kN-m)倾覆验算满足:K0=2.068>1.600(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=694.281(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1624.732(kN-m)基础底面宽度B=4.802(m)偏心距e=0.061(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=2.340(m)基底压应力:趾部=155.565踵部=133.605(kPa)最大应力与最小应力之比=155.565/133.605=1.164作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.061<=0.250*4.802=1.200(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=155.565<=420.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=133.605<=455.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=144.585<=350.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)上墙截面强度验算上墙重力Ws=161.028(kN)上墙墙背处的Ex=85.804(kN)上墙墙背处的Ey=34.322(kN)相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂Zw=1.096(m)相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂Zy=1.619(m)相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂Zx=2.113(m)[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾，合力作用力臂Zn=0.564(m)截面宽度B=2.760(m)偏心距e1=0.816(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.816<=0.300*2.760=0.828(m)截面上压应力:面坡=196.372背坡=-54.815(kPa)压应力验算满足:计算值=196.372<=2100.000(kPa)拉应力验算满足:计算值=54.815<=280.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-4.301<=110.000(kPa)斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足:计算值=36.304<=110.000(kPa)(六)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=24.568(m2)重量=589.624(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.787(m)地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:180.00-50.00-0.50-5.00墙背坡侧:-180.00-15.171.72-5.00[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=865.641(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=2113.925(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=2.442(m)截面宽度B=4.897(m)偏心距e1=0.007(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.007<=0.300*4.897=1.469(m)截面上压应力:面坡=178.206背坡=175.297(kPa)压应力验算满足:计算值=178.206<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-49.072<=110.000(kPa)(七)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为6.000(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角：48.222(度)Ea=294.964(kN)Ex=41.828(kN)Ey=291.983(kN)作用点高度Zy=1.003(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=11.946(度)第1破裂角=36.936(度)Ea=118.355(kN)Ex=85.804(kN)Ey=81.520(kN)作用点高度Zy=1.619(m)计算下墙土压力按力多边形法计算得到:破裂角：40.107(度)Ea=79.468(kN)Ex=79.323(kN)Ey=4.801(kN)作用点高度Zy=1.299(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=19.545(m2)重量=469.084(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.858(m)地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:125.000.000.00-4.33墙背坡侧:-125.00-28.922.81-4.33[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=705.851(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1254.028(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.777(m)截面宽度B=4.147(m)偏心距e1=0.297(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.297<=0.300*4.147=1.244(m)截面上压应力:面坡=243.341背坡=97.033(kPa)压应力验算满足:计算值=243.341<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-45.280<=110.000(kPa)=================================================各组合最不利结果=================================================(一)滑移验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力=208.284(kN),滑移力=133.008(kN)。滑移验算满足:Kc=1.566>1.150安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力=346.220(kN),滑移力=201.431(kN)。地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.719>1.150(二)倾覆验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗倾覆力矩=3145.543(kN-M),倾覆力矩=1520.811(kN-m)。倾覆验算满足:K0=2.068>1.600(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(一般情况)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.061<=0.250*4.802=1.200(m)墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=155.565<=420.000(kPa)墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=133.605<=455.000(kPa) 地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)地基平均承载力验算满足:压应力=144.585<=350.000(kPa)(四)基础验算不做强度计算。(五)上墙截面强度验算[容许应力法]:截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=0.816<=0.300*2.760=0.828(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=196.372<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=54.815<=280.000(kPa)剪应力验算最不利为:组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-4.301<=110.000(kPa)斜截面剪应力检算最不利为:组合1(一般情况)斜剪应力验算满足:计算值=36.304<=110.000(kPa)(六)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(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=0.007<=0.300*4.897=1.469(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=178.206<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=0.000<=280.000(kPa)剪应力验算最不利为:组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-49.072<=110.000(kPa)(七)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(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=0.297<=0.300*4.147=1.244(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=243.341<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=0.000<=280.000(kPa)剪应力验算最不利为:组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-45.280<=110.000(kPa)1.2.3工况三衡重式挡土墙验算[执行标准：水利]计算项目：衡重式挡墙一（工况三）原始条件:墙身尺寸:墙身总高:7.000(m)上墙高:3.150(m)墙顶宽:1.500(m)台宽:2.100(m)面坡倾斜坡度:1:0.000上墙背坡倾斜坡度:1:0.400下墙背坡倾斜坡度:1:-0.250采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:1.000(m)墙趾台阶h1:1.000(m)墙趾台阶面坡坡度为:1:0.000墙底倾斜坡率:0.100:1下墙土压力计算方法:力多边形法物理参数：圬工砌体容重:24.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数:0.500地基土摩擦系数:0.500墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:110.000(kPa)墙身砌体容许拉应力:150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)挡土墙类型:浸水地区挡土墙墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度)地基土容重:23.000(kN/m3)修正后地基承载力特征值:350.000(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:0.300地基土类型:岩石地基地基土内摩擦角:25.000(度)地基浮力系数:0.700墙后填土土层数:2土层号层厚容重浮容重内摩擦角粘聚力土压力(m)(kN/m3)(kN/m3)(度)(kPa)调整系数11.00019.50010.00035.0000.0001.00026.00019.50010.00030.0000.0001.000土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:3折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数10.7500.000025.0003.3000320.0000.0002第1个:距离0.000(m),宽度3.500(m),高度0.200(m)第2个:距离3.500(m),宽度16.500(m),高度1.000(m)作用于墙上的附加集中荷载数:1(作用点坐标相对于墙左上角点)荷载号XYP作用角是否为被动土压力(m)(m)(kN/m)(度)1-1.000-6.50022.2070.000√地面横坡角度:0.000(度)填土对横坡面的摩擦角:17.500(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙内侧常年水位标高:-1.000(m)挡墙外侧常年水位标高:-2.000(m)=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为7.478(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角：48.222(度)Ea=294.964(kN)Ex=41.828(kN)Ey=291.983(kN)作用点高度Zy=1.003(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=11.946(度)第1破裂角=36.936(度)Ea=118.355(kN)Ex=85.804(kN)Ey=81.520(kN)作用点高度Zy=1.619(m)计算下墙土压力按力多边形法计算得到:破裂角：39.925(度)Ea=129.128(kN)Ex=128.892(kN)Ey=7.802(kN)作用点高度Zy=1.943(m)墙身截面积=25.738(m2)重量=617.705(kN)地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:125.00-40.00-0.50-5.33墙背坡侧:-209.81-7.72-0.32-5.32墙底面:19.19191.951.49-7.25墙顶面:0.000.000.000.00衡重台上填料重(包括超载)=121.521(kN)重心坐标(3.273,-0.973)(相对于墙面坡上角点)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.300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=592.050(kN)En=114.561(kN)Wt=59.205(kN)Et=247.935(kN)滑移力=188.730(kN)抗滑力=211.983(kN)滑移验算满足:Kc=1.123>1.050地基土层水平向:滑移力=258.104(kN)抗滑力=349.582(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.354>1.050(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=2.807(m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=5.518(m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=5.469(m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=5.264(m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=1.465(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=1493.910(kN-m)抗倾覆力矩=2988.876(kN-m)倾覆验算满足:K0=2.001>1.500(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=706.610(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1494.966(kN-m)基础底面宽度B=4.802(m)偏心距e=0.285(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=2.116(m)基底压应力:趾部=199.602踵部=94.704(kPa)最大应力与最小应力之比=199.602/94.704=2.108作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.285<=0.250*4.802=1.200(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=199.602<=420.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=94.704<=455.000(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=147.153<=350.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)上墙截面强度验算上墙重力Ws=161.028(kN)上墙墙背处的Ex=85.804(kN)上墙墙背处的Ey=34.322(kN)相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂Zw=1.096(m)相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂Zy=1.619(m)相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂Zx=2.113(m)[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾，合力作用力臂Zn=0.564(m)截面宽度B=2.760(m)偏心距e1=0.816(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.816<=0.300*2.760=0.828(m)截面上压应力:面坡=196.372背坡=-54.815(kPa)压应力验算满足:计算值=196.372<=2100.000(kPa)拉应力验算满足:计算值=54.815<=280.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-4.301<=110.000(kPa)斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足:计算值=36.304<=110.000(kPa)(六)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=24.568(m2)重量=589.624(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.787(m)地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:125.00-40.00-0.50-5.33墙背坡侧:-180.00-15.171.72-5.00[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=855.641(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1957.258(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=2.287(m)截面宽度B=4.897(m)偏心距e1=0.161(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.161<=0.300*4.897=1.469(m)截面上压应力:面坡=209.229背坡=140.191(kPa)压应力验算满足:计算值=209.229<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-48.051<=110.000(kPa)(七)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为6.000(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角：48.222(度)Ea=294.964(kN)Ex=41.828(kN)Ey=291.983(kN)作用点高度Zy=1.003(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=11.946(度)第1破裂角=36.936(度)Ea=118.355(kN)Ex=85.804(kN)Ey=81.520(kN)作用点高度Zy=1.619(m)计算下墙土压力按力多边形法计算得到:破裂角：40.107(度)Ea=79.468(kN)Ex=79.323(kN)Ey=4.801(kN)作用点高度Zy=1.299(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=19.545(m2)重量=469.084(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.858(m)地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:80.000.000.00-4.67墙背坡侧:-125.00-28.922.81-4.33[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=705.851(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1152.361(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.633(m)截面宽度B=4.147(m)偏心距e1=0.441(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.441<=0.300*4.147=1.244(m)截面上压应力:面坡=278.803背坡=61.571(kPa)压应力验算满足:计算值=278.803<=2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-45.280<=110.000(kPa)=================================================各组合最不利结果=================================================(一)滑移验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力=211.983(kN),滑移力=188.730(kN)。滑移验算满足:Kc=1.123>1.050安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗滑力=349.582(kN),滑移力=258.104(kN)。地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=1.354>1.050(二)倾覆验算安全系数最不利为：组合1(一般情况)抗倾覆力矩=2988.876(kN-M),倾覆力矩=1493.910(kN-m)。倾覆验算满足:K0=2.001>1.500(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(一般情况)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.285<=0.250*4.802=1.200(m)墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=199.602<=420.000(kPa)墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=94.704<=455.000(kPa) 地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况)地基平均承载力验算满足:压应力=147.153<=350.000(kPa)(四)基础验算不做强度计算。(五)上墙截面强度验算[容许应力法]:截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=0.816<=0.300*2.760=0.828(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=196.372<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=54.815<=280.000(kPa)剪应力验算最不利为:组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-4.301<=110.000(kPa)斜截面剪应力检算最不利为:组合1(一般情况)斜剪应力验算满足:计算值=36.304<=110.000(kPa)(六)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(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=0.161<=0.300*4.897=1.469(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=209.229<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=0.000<=280.000(kPa)剪应力验算最不利为:组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-48.051<=110.000(kPa)(七)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(一般情况)截面上偏心距验算满足:e1=0.441<=0.300*4.147=1.244(m)压应力验算最不利为：组合1(一般情况)压应力验算满足:计算值=278.803<=2100.000(kPa)拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)拉应力验算满足:计算值=0.000<=280.000(kPa)剪应力验算最不利为:组合1(一般情况)剪应力验算满足:计算值=-45.280<=110.000(kPa)1.3衡重式挡墙二（7.0m，换填基础）1.3.1工况一衡重式挡土墙验算[执行标准：水利]计算项目：衡重式挡墙二（工况一）原始条件:墙身尺寸:墙身总高:7.000(m)上墙高:3.150(m)墙顶宽:1.500(m)台宽:2.100(m)面坡倾斜坡度:1:0.000上墙背坡倾斜坡度:1:0.400下墙背坡倾斜坡度:1:-0.250采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:1.000(m)墙趾台阶h1:1.000(m)墙趾台阶面坡坡度为:1:0.000墙底倾斜坡率:0.000:1下墙土压力计算方法:力多边形法物理参数：圬工砌体容重:24.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数:0.500地基土摩擦系数:0.500墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:110.000(kPa)墙身砌体容许拉应力:150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)挡土墙类型:浸水地区挡土墙墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度)地基土容重:23.000(kN/m3)修正后地基承载力特征值:350.000(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:0.400地基土类型:岩石地基地基土内摩擦角:25.000(度)地基浮力系数:0.700墙后填土土层数:2土层号层厚容重浮容重内摩擦角粘聚力土压力(m)(kN/m3)(kN/m3)(度)(kPa)调整系数14.50019.50010.00035.0000.0001.00026.00019.50010.00030.0000.0001.000土压力计算方法:库仑坡线土柱:坡面线段数:3折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数10.8200.000024.2002.8000320.0000.0002第1个:距离0.000(m),宽度3.500(m),高度0.200(m)第2个:距离3.500(m),宽度18.000(m),高度1.000(m)作用于墙上的附加集中荷载数:1(作用点坐标相对于墙左上角点)荷载号XYP作用角是否为被动土压力(m)(m)(kN/m)(度)1-1.000-6.50022.2070.000√地面横坡角度:0.000(度)填土对横坡面的摩擦角:17.500(度)墙顶标高:0.000(m)挡墙内侧常年水位标高:-4.500(m)挡墙外侧常年水位标高:-5.500(m)土压力起算点:从结构底面起算基础类型:换填土式基础换填部分尺寸:C=0.200(m),H=1.000(m)换填土内摩擦角:45.000(度)换填土平均容重:19.500(kN/m3)应力扩散角:30.000(度)换填土修正后承载力:200.000(kPa)换填土摩擦系数:0.400=====================================================================第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为7.000(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角：42.390(度)Ea=284.049(kN)Ex=40.280(kN)Ey=281.179(kN)作用点高度Zy=1.105(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=15.038(度)第1破裂角=33.156(度)Ea=113.304(kN)Ex=72.773(kN)Ey=86.844(kN)作用点高度Zy=1.484(m)计算下墙土压力按力多边形法计算得到:破裂角：37.676(度)Ea=115.231(kN)Ex=115.021(kN)Ey=6.962(kN)作用点高度Zy=1.734(m)墙身截面积=24.568(m2)重量=589.624(kN)地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)墙面坡侧:11.25-5.00-0.50-6.50墙背坡侧:-31.257.814.11-6.17墙底面:-0.0068.561.65-7.00