重力式挡土墙设计实例.doc

1、某二级公路重力式路肩墙设计资料以下，请验算该挡土墙的牢固性。 （1）墙身构造：墙高5m，墙背仰斜坡度：1：0.25（＝14°02）′，墙身分段长度20m，其 余初始拟采用尺寸如图3－40示； 2）土质情况：墙背填土容重γ=19kN/m3，内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ 19.5°；地基为岩石地基同意承载力[σ]＝550kPa，基地摩擦系数f=0.55； （3）墙身资料：砌体容重γ=22kN/m3，砌体同意压应力[σ]＝500kPa，同意剪应力[τ]＝ 100kPa。 x h0b1=0.98 5 .2 1 0 5 ： 8 2 . 1 . 0 4 0 = ： . 1 1 5 H ＝ H 9 0. 1 2： . 1 y 0 = 1 h 0 图3－40初始拟采用挡土墙尺寸图 2、破裂棱体地址确定： （1）破裂角（）的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： ＝ ＝14o0219o30 35o＝40o28 因为 90o B0 1ab(bd)h0 1H(H 2a2h0)tan0(00)h0 1H(H2h0)tan 2 2 2 H(H2h0)tan 2 1 1 A0 (aH2h0)(aH)H(H2h0) 2 2 依照路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式： tg tg ctgtg B0 tg A0 tg ctgtg tg tg tg40o28 ctg35o tg40o28tg40o28tg14o02 0.7332 36o15 （2）验算破裂面可否交于荷载范围内： 破裂契体长度：L0Htg tg 50.7332 0.25 2.416m 车辆荷载分布宽度：LNb N 1md2 1.8 所以L0L，即破裂面交于荷载范围内，吻合假设。 3、荷载当量土柱高度计算 墙高5米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。依照线性内插法，计算附加荷载强度：q 16.25kN/m2， q 16.25 h0＝ 0.86m 19 4、土压力计算 A ＝ 1 a H h a H 1 0 5.0 2 0.9 05.0 17 0 0 2 2 B0＝1 ab b dh0 1 H H 2a 2h0 tan ＝0+0-1 5.05 02 0.9tan 14o24.25 2 2 2 依照路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式： Ea A0tan B0 cos cos 36o15 35o 51.49kN sin sin36o15 40o28 EX Eacos 51.49cos 14o219o30 51.26kN Ey Easin 51.49sin 14o219o30 4.91kN 5、土压力作用点地址计算： K1＝1+2h0 H 1+2 0.9 5 1.36 ZX1 H/3 h0/3K1 5/3 0.9/3 1.36 1.59m－查数学手册 ZX1－土压力作用点到墙踵的垂直距离； 6、土压力对墙趾力臂计算 基地倾斜，土压力对墙趾力臂： ZXZX1h1 Zyb1ZXtg 7、牢固性验算 （1）墙体重量及其作用点地址计算： 挡墙按单位长度计算，为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为 四边形，下部分为三角形： V1 b1H1 0.98 4.48 4.71m G1 V 1 4.71 22＝103.62kN ZG1 1/2 H1tg b1 1/2 4.48 0.25 －查数学手册 V2 1/2 b1 h1 0.5 0.98 0.19 0.093m G2 V2 1 0.093 22 2.046kN ZG2 0.651 b0.651 0.98 0.64m －查数学手册 （2）抗滑牢固性验算：（（此步骤按路基规范上的公式计算） o 倾斜基地0.2：（10＝111836），验算公式： GG1G2105.67kN 1.1GQ1EyExtan0Q2EPtan01.1GQ1Eytan0Q1ExQ2EP0 1.1 105.67 1.4 4.91 51.26 0.198 0 0.55 1.1 105.67 1.4 4.91 0.198 1.4 51.26 0 116.24 10.15 0.55 116.24 6.87 0.198 71.76 28.150 所以抗滑牢固性满足。 （3）抗推翻牢固性验算：（此步骤按路基规范上的公式计算） 0.8GZG Q1EyZx ExZy Q1EpZp 0 1.05 2.046 0.64 1.4 4.91 1.4 51.26 1.33 0 88.09(85.83) 2.260 所以推翻牢固性满足。 8、基地应力和合力独爱矩验算 1）合力独爱矩计算 M 1.2 ME1.4 MG e Q1Ey Wcos0 Q1Exsin0 N1GG 上式中弯矩为作用与基底形心的弯矩，所以计算时先要计算对形心的力臂：依照前面计 算过的对墙趾的力臂，可以计算对形心