挡土墙课程设计计算书大学论文 .doc

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1、1.设计资料1.1基础资料①省道S313，路基宽10米，路面宽7米，两侧路肩宽各1.5米，在桩号K2+150~K2+250段为填方路堤，填方边坡坡度为1:1.5。为保证路堤边坡稳定，少占地拆迁，拟采用重力式挡土墙。②墙高6.2米，墙背仰斜坡度1:0.24（=13.5°），墙身分段长度20米。③墙背填土重度γ=18.5KN/m3，内摩擦角φ=38°；填土与墙背间摩擦角δ=19°，地基为岩石，地基容许承载力σ=450KPa，基底摩擦系数f=0.45④砌体重度γ=22.5KNm3，砌体容许压应力σ=550KPa

2、，容许剪应力τ=105KPa1.2设计依据①挡土墙课程设计任务书②《公路路基设计规范》JTGD30-245③《路基路面工程》第四版——人民交通出版社2014162.初拟挡土墙结构形式、尺寸2.1墙身结构形式、尺寸挡土墙高6.2m，挡墙以上边坡高a=1m，初拟挡墙顶宽1.0m2.2基础结构形式、尺寸采用扩大浅基础，初选基础埋深为1.0m，厚度为0.5m，净边宽为0.25m，高宽比为2：1。挡墙形式如图2-1图2-1挡墙形式163.确定车辆荷载及当量土柱高度挡土墙设计中，换算均布土层厚度h0（m）可直接由挡土

3、墙高度确定的付家何在强度计算。即h0=qγ（3-1）式中：γ——墙后填土重度q——附加荷载强度（KPa），按表3-1取值表3-1附加荷载强度q墙高H（m）q（KPa）≤2.020.0≥1010.0注：H=2.0~10.0m时，q由线性内插法确定。H=6.2m，由线性内插法确定q=20-（6.2-2）×20-1010-2=14.75（KPa）换算均布土层厚度h0=qγ=14.7518.5=0.80m164.破裂面棱体位置确定4.1破裂角θ计算假设破裂面交于荷载中部，如图4-1，则有：ψ=α+δ+φ=-13.

4、5°+19°+38°=43.5°式中：α——墙背倾斜角（°），俯斜墙背为正，仰斜墙背为负δ——墙背与填土间的摩擦角（°）φ——填土的内摩擦角（°）因为ψ<90°图4-1假设破裂面位置图令破裂棱体的断面面积S=A0+B0A0=12a+H+2h0a+H=121+6.2+2×0.81+6.2=31.68B0=12ab+b+dh0-12HH+2a+2h0tanα=12×1×1.5+1.5+0×0.8-12×6.26.2+2×1+2×0.8tan-13.5°=9.24m2tanθ=-tanψ+cotφ+tanψB0

5、A0+tanψ=-tan43.5°+cot38°+tan43.5°9.2431.68+tan43.5°=-0.95+1.28+0.950.29+0.95=0.7129m2θ=35.5°164.2验算破裂面是否交于荷载范围内破裂棱体长度L0=H+atanθ+Htanα-b=7.2×0.7129-6.2×0.24-1.5=2.14m车辆荷载分布宽度L=10m所以L0

6、的土压力计算公式：Ea=γA0tanθ-B0cosθ+φsinθ+ψ=18.5×31.68×tan35.5°-9.24×0.2840.982=72.47KNEx=Eacosα+δ=72.47×cos6.5°=72.02KNEy=Easinα+δ=72.47×sin6.5°=8.20KN5.2土压力作用点位置计算K1=1+2h0H=1+2×0.86.2=1.26mZx1=H3+h03K1=6.23+0.83×1.26=2.28mZx1表示土压力作用点到墙踵的垂直距离土压力对墙趾力臂计算Zx=Zx1-h1=2

7、.28-0=2.28mZy=b1-Zxtanα=1-2.28×tan-13.5°=1.55m166.稳定性验算6.1受力分析,如图6-1图6-1受力分析图墙体重量及其作用点位置计算：挡土墙按单位长度计算，为方便计算，把挡土墙和基础分成两个部分，上部分为四边形，下部分为矩形：V1=b1×H=1×6.2=6.2m2G1=V1×γ1=6.2×22.5=139.5KNZG1=0.25+0.5+H2tanα=1.49mV2=1.5×0.5=0.75m2G2=V2×γ1=0.75×22.5=16.875KNZG2=0

8、.25+0.5=0.75m6.2抗滑稳定性验算6.2.1滑动稳定方程水平基底，α0=0，验算公式：1.2G+γQ1Ey+Extanα0-γQ2Eptanα0μ+1.2G+γQ1Eytanα0-γQ1Ex+γQ2Ep>0（6-1）式中：G——挡土墙自重Ex，Ey——墙背主动土压力的水平与垂直分力（KN）；16Ep——墙前被动土压力的水平分量（KN），当为浸水挡土墙时，Ep=0α0——基底倾斜角（°）μ——基底摩擦系数，取0.45