重力式挡土墙验算解析.docx

1、重力式挡土墙验算解析重力式挡土墙验算执行标准：公路计算项目： 重力式挡土墙 1计算时间： 2013-03-27 13:03:33 星期三-原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 10.000(m) 墙顶宽: 0.500(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.000 背坡倾斜坡度: 1:0.500 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.500(m) 墙趾台阶h1: 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.000:1 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: 0.500 砌体种类: 块石砌体 砂浆标号: 10 石料强度

2、(MPa): 30 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 20.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 450.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 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: 0.500 地基土类型: 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

3、向投影长(m) 换算土柱数 1 13.000 0.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 0.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 20.000(m)=第 1 种情况: 组合1= 组合系数: 1.000 1. 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 10.000(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 2

4、0.860(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 20.860(度) Ea=476.881 Ex=342.663 Ey=331.659(kN) 作用点高度 Zy=3.333(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不存在 墙身截面积 = 30.250(m2) 重量 = 695.750 kN(一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500 滑移力= 342.663(kN) 抗滑力= 513.704(kN) 滑移验算满足: Kc = 1.499 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 205.829(kN) 0.0(二) 倾覆稳定性验算 相

5、对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.330 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 4.333 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 3.333 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 1142.211(kN-m) 抗倾覆力矩= 3058.209(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 2.677 1.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1591.793(kN-m) 0.0(三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 作用于基础底的总竖向力 = 1027.409(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1915.998(kN-m)

6、 基础底面宽度 B = 6.000 (m) 偏心距 e = 1.135(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.865(m) 基底压应力: 趾部=367.283 踵部=0.000(kPa) 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=1.135 = 0.200*6.000 = 1.200(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=367.283 = 540.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 = 585.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=171.235 = 450.000(kPa)(四) 基础强度验算 基础为天然地基，不作强度验算(五

7、) 墙底截面强度验算 验算截面以上，墙身截面积 = 30.250(m2) 重量 = 695.750 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.330 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 4.333 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 3.333 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 1027.409(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1915.998(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.865(m) 截面宽度 B = 6.000 (m) 偏心距 e1 = 1.135(m) 截面上偏心距验算满足:

8、 e1= 1.135 = 0.250*6.000 = 1.500(m) 截面上压应力: 面坡=365.606 背坡=-23.137(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 365.606 = 2100.000(kPa) 拉应力验算满足: 计算值= 23.137 = 150.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -11.383 = 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 = 1027.409(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.699 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 6.000(m2) 材料抗压极限强度R

9、a = 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 = 0.997 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 1027.409 = 2905.987(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 1027.409 = 2895.866(kN)(六) 台顶截面强度验算 土压力计算 计算高度为 9.500(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 20.860(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 20.860(度) Ea=430.385 Ex=309.254 Ey=299.322(kN) 作用点高度 Zy=3.16

10、7(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不存在 墙身截面积 = 27.313(m2) 重量 = 628.188 kN 强度验算 验算截面以上，墙身截面积 = 27.313(m2) 重量 = 628.188 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.764 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 3.667 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 3.167 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 927.510(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1226.643(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力

11、作用力臂 Zn = 1.323(m) 截面宽度 B = 5.250 (m) 偏心距 e1 = 1.302(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 1.302 = 0.250*5.250 = 1.313(m) 截面上压应力: 面坡=439.650 背坡=-86.313(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 439.650 = 2100.000(kPa) 拉应力验算满足: 计算值= 86.313 = 150.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -11.762 = 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 = 92

12、7.510(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.573 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 5.250(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 = 0.991 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 927.510 = 2083.862(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 927.510 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 205.829(kN) 0.0(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.330 (m) 相对于

13、墙趾点，Ey的力臂 Zx = 4.333 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 3.333 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 1142.211(kN-m) 抗倾覆力矩= 3058.209(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 2.677 1.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1591.793(kN-m) 0.0(三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 作用于基础底的总竖向力 = 1027.409(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1915.998(kN-m) 基础底面宽度 B = 6.000 (m) 偏心距 e = 1.

14、135(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.865(m) 基底压应力: 趾部=367.283 踵部=0.000(kPa) 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=1.135 = 0.200*6.000 = 1.200(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=367.283 = 540.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 = 585.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=171.235 = 450.000(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 = 30.250

15、(m2) 重量 = 695.750 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.330 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 4.333 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 3.333 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 1027.409(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1915.998(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.865(m) 截面宽度 B = 6.000 (m) 偏心距 e1 = 1.135(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 1.135 = 0.250*6.000 = 1.500

16、(m) 截面上压应力: 面坡=365.606 背坡=-23.137(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 365.606 = 2100.000(kPa) 拉应力验算满足: 计算值= 23.137 = 150.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -11.383 = 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 = 1027.409(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.699 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 6.000(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

17、鉬 = 2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮 = 0.997 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 1027.409 = 2905.987(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 1027.409 = 2895.866(kN)(六) 台顶截面强度验算 土压力计算 计算高度为 9.500(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 20.860(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 20.860(度) Ea=430.385 Ex=309.254 Ey=299.322(kN) 作用点高度 Zy=3.167(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

18、破裂面不存在 墙身截面积 = 27.313(m2) 重量 = 628.188 kN 强度验算 验算截面以上，墙身截面积 = 27.313(m2) 重量 = 628.188 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.764 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 3.667 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 3.167 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 927.510(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1226.643(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.323(m) 截面宽度 B = 5.25

19、0 (m) 偏心距 e1 = 1.302(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 1.302 = 0.250*5.250 = 1.313(m) 截面上压应力: 面坡=439.650 背坡=-86.313(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 439.650 = 2100.000(kPa) 拉应力验算满足: 计算值= 86.313 = 150.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -11.762 = 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 = 927.510(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.573 挡墙构

20、件的计算截面每沿米面积A = 5.250(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 = 0.991 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 927.510 = 2083.862(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 927.510 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 205.829(kN) 0.0(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.330 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 4.333 (m) 相对于墙趾点，

21、Ex的力臂 Zy = 3.333 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 1142.211(kN-m) 抗倾覆力矩= 3058.209(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 2.677 1.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 1591.793(kN-m) 0.0(三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 作用于基础底的总竖向力 = 1027.409(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1915.998(kN-m) 基础底面宽度 B = 6.000 (m) 偏心距 e = 1.135(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1

22、.865(m) 基底压应力: 趾部=367.283 踵部=0.000(kPa) 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=1.135 = 0.200*6.000 = 1.200(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=367.283 = 540.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 = 585.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=171.235 = 450.000(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 = 30.250(m2) 重量 = 695.750 kN 相对于验算截面外边缘，

23、墙身重力的力臂 Zw = 2.330 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 4.333 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 3.333 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 1027.409(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1915.998(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.865(m) 截面宽度 B = 6.000 (m) 偏心距 e1 = 1.135(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 1.135 = 0.250*6.000 = 1.500(m) 截面上压应力: 面坡=365.606 背坡=-23.13

24、7(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 365.606 = 2100.000(kPa) 拉应力验算满足: 计算值= 23.137 = 150.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -11.383 = 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 = 1027.409(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.699 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 6.000(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 =

25、 0.997 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 1027.409 = 2905.987(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 1027.409 = 2895.866(kN)(六) 台顶截面强度验算 土压力计算 计算高度为 9.500(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 20.860(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 20.860(度) Ea=430.385 Ex=309.254 Ey=299.322(kN) 作用点高度 Zy=3.167(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不存在 墙身截面积 = 27.313(m2) 重量 = 628.188 kN 强度验算 验算截面以上，墙身截面积 = 27.313(m2) 重量 = 628.188 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.764 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂