重力式挡土墙课程设计计算书Word下载.docx
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[aa]=600kPa,容许剪应力]=100kPa,容许拉应力[]=60kPa。
1.2确定计算参数
设计挡墙高度H=4m,墙上填土高度a=2m,填土边坡坡度为1:
1.5,墙背仰斜，坡度
1:
0.25。
填土内摩擦角：
0=42。
，填土与墙背间的摩擦角5=02=21。
；
墙背与竖直平面的夹角a=-aictaii0.25=-14.036°
□墙背填土容重17・8kN/n?
地基土容重:
17.7kN/m3o挡土墙尺寸具体见图1・1。
1.3车辆荷载换算
1.3.1试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度
（1）假定破裂面交于荷载内侧
不计车辆荷载作用iio=o：
计算棱体参数4、％：
4=L（a+H+21）o）（a+H）=-（a+H）2=1（2+4）2=18
222
Bq=一abH（H+2a）tana二丄x2x3■丄x4x（4+2x2）tan（-14.036）=7
2222
A=—=—=0.389
A）18
屮=g2+$=42。
一14.036°
+21。
二48.964°
;
taii8=-1any/±
J（cot0+tanp）（tanp+刃
=-tan48.964°
+7（cot42°
+tan48.964°
）x（tan48.964°
+0.389）=0.715
则：
6二arctail0.715=35.57°
>
arctanZV—P=33.59°
2+4
计算车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B：
B=（H+a）xtanO+Htana-b
=（4+2）x0.715+4xtan（-14.03A）-3=0.29m
由于路肩宽度d=l・5m>
B=0・29m,所以可以确定破裂面交与荷载内侧。
（2）计算主动土压力及其作用位置
最大主动土压力：
COS（0+（P）Ea=yUotanA-Ao）sin（,+o）cos（33.69#+42,）=17.8x（18x0.715-7）x
sin（33.69+48.964）
=26.04kN
土用力的水平和垂直分力为：
Ex=Eacos（a+6）
=26.04Xcos（-14.036°
+21°
）
=25.85kN
Ey=Easin（a+6）
=26.04xsin（-14.036°
十21*）
=3.16kN
主动土圧力系数及作用位置:
d_1.5
tail<
9+tai-0.715-0.25
b-atai_3-2x0.715
1】3=tail&
+tana0.715一0.25=3.376m
作用位置:
Ha（H-h3）2+A4（3A+2H）
_i3HM
=1.39in
_42x（4-3.376）2+0
-33x42X0.312
Zx=B-Zytana=0.29-1-39tan（-14.037°
）=0.64m
132抗滑稳定性验算
为保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土床力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力。
在一般情况下：
（0.9G+沧Ey）/z+0.9GtanqA沧Ex（口）
式中：
G—挡土墙自重；
氏，Ey—墙背主动土压力的水平与垂直分力；
/——基底倾斜角（°
）：
“一一基底摩擦系数，此处根据己知资料」=0.43：
%]——主动土压力分项系数，当组合为I、II时，A=1.4；
当组合为III时,
/qi=1.3
O
G=（1x4+0.3x0.5）x22=91.3kN/ill
（0.9G+YQ）Ey）〃+0・9Gtana。
=（0.9X91.3+1.4X3.16）X0.43+0.9X91.3xO=37.24kN
>
yQjEx（=1.4X25.85=36.19kN）
因此，该挡土墙抗滑稳定性满足要求。
133抗倾覆稳定性验算
为保证挡土墙抗倾覆稳定性，需验算它抵抗墙功绕墙趾向外转动倾覆的能力,
ZG—墙身、基础及其上的土重合力重心到墙趾的水半距离（m）：
J——土压力垂直分力作用点到墙趾的水平距离（m）：
J——土圧力水半分力作用点到墙趾的垂直距离（m）o
Zqi=0.50.5*X0.25=0.5X0.3—0.5X0.5X0.25=0.09m
Zg2=0.5W+0.5//X0.25=0.5X1+0.5X4X0.25=1.0m
Gi=VxYa=0.3X0.5X22=3.3kN/m
0.9x91.3x0.967+1.4x（3.16x0.64-25.85x1.39）=40.82kN>
13.4基底应力及合力偏心距验算
为了保证挡土墙基底应力不超过地基承载力，应进行基底应力验算；
同时，免挡为了避土墙不均匀沉陷，控制作用于挡土墙基底的合力偏心距。
（1）基础底面的压应力
①轴心荷载作用时
P——底平均压应力（kPa）：
A——基础底面每延米的面积，即基础宽度，Bxi.0（m2）：
N—每延米作用于基底的总竖向力设计值（炽）：
Ni=（g/g+/Qpy-W）cos兔+/qExsin%
（1.4）
其中：
Ey—墙背主动土压加含附加荷载引起）的垂直分力（kN）：
②偏心荷载作用时
作用于基底的合力偏心距e为
作用于基底的合力偏心距c为：
（16）
B=1403=13111
GZo+EyZ&
一
G+Ey
91.3X0.967+3.16X0.64-25.85X1.39
91.3+3.16
=0.576m
贝lje=—0.576=0.074<
—==0.22
6X0.07\
_9614kPa
266G+Ev/6e\91.3+3.16（
叽=—（Ay）=“3—（1+
[a]=810kPa所以基础底面的压应力满足要求。
（2）基底合力偏心距
基底合力偏心距应满足表的要求
表1・1各地基条件卜•的合力偏心距
地基条件
合力偏心距
非岩石土也棊
e0WB/6
软土、松砂、一般黏土
eoWB/6
较差的岩石地基
eoWB/5
紧密细砂、黏土
坚密的岩石地基
eoWB/4
中密砂、砾石、中砂
由以上计算可知，基底合力偏心典满足要求。
（3）地基承载力抗力值
①当轴向荷载作用时
（1.7）
P——基底平均压应力:
……地基承载力抗力値（kpa）°
②当偏心荷载作用时
p<
1.2f（]
N（Gw+/Q1E）,-IV）cosao+YqieXsinao
p=A=;
B
（91.3X1.2+1.4X3.16—0）cosO+1.4X0.64XsinO=13=87.68kPa<
1.2/（=1.2X810=972kPa）
所以满足地基承载力要求。
1.3.5墙身截面强度验算
为了保证墙身具有足够的强度，应根据经验选择1~2个控制断面进行验算，如墙身底部、1/2墙高处、上下墙（凸形及衡重式墙）交界处。
此处选择二分之一墙高处进行验算
（1）强度计算
（1.9）
（1.10）
叫5%唱/农
按每延米墙长计算：
Nj=%（冷Ng+人]NqJ
叫——设计轴向力（kN）；
兀一一車耍性系数，取为1.0；
%、B—恒载（口重及襟边以上土重）引起的轴向力（kN）和相应的分项系数:
NQ]——主动土圧力引起的轴向力（kN）：
沧主动土压力引起的轴向力的分项系数：
血二1X4X22=88kN
N0\=3・16kN
TV,=1.0X（1.2X88+1.4X3.16）=110.024kN
«
——抗力分项系数，取为231；
忑一一材料极限抗圧强度（kpa）?
=1275kPa：
A——挡土墙构件的计算截面积（nW）,A=1m2:
比——轴向力偏心影响系数。
-256（眇-256（響*
uk=丁=7^=0.966
1+12（讐）1+12（鬱
Nj=110.024WS0皿心=0966xix=533,i8kNJYk2.31
故强度满足要求。
（2）稳定计算
（111）
叫、％、A、《意义同式（3.10）；
%——弯曲平面内的纵向翘曲系数，按下式计算:
1
（112）
Q——2H/B,H为墙有效高度，E为墙的宽度（m）：
一般情况下挡土墙尺寸不受稳定控制，但应判断是细高墙或是矮墙。
当H/B小于
10时为矮墙，其余则为细高墙。
对于矮墙可取农=1,即不考虑纵向稳定。
此处
H/B=4/l=4<
10,故％=1
110・024kTVv0K^#=ixO・966XlX=533・18kN
Yk2.31
故稳定满足要求。
同理，选择墙身底部进行验算，经验算强度与稳定均满足要求。
故所设计的挡土墙满足要求。
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