重力式擋土墻設(shè)計(jì)示例

1 路基與路面工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書路基與路面工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目題目 重力式擋土墻設(shè)計(jì)重力式擋土墻設(shè)計(jì) 一 初始條件 一 初始條件 1 漿砌片石重力式仰斜路堤墻 墻頂填土邊坡 1 1 5 墻身縱向分段長度為 10m 路基寬度 26m 路肩寬度 3 0m 2 基底傾斜角 tan 0 190 取汽車荷載邊緣距路肩邊緣 0 5m 0 0 d 3 設(shè)計(jì)車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值按公路 I 級汽車荷載采用 即相當(dāng)于汽車 超 20 級 掛車 120 驗(yàn)算荷載 4 墻后填料砂性土容重 18 填料與墻背的外摩擦角 0 5 粘性土地 3 mkN 基與漿砌片石基底的摩擦系數(shù) 0 30 地基容許承載力 250 0 a kP 5 墻身采用 2 5 號砂漿砌 25 號片石 圬工容重 22 容許壓應(yīng)力 k 3 mkN 容許剪應(yīng)力 容許拉應(yīng)力 aa kP 600 aj kP 100 aL kP 60 墻后砂性土填料的內(nèi)摩擦角 34 墻面與墻背平行 墻背仰斜坡度 1 1 0 25n 墻高 H 7m 墻頂填土高 3 0ma 二 要求完成的主要任務(wù) 二 要求完成的主要任務(wù) 按 公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范 JTG D30 2004 5 4 擋土墻 一節(jié) 采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 進(jìn)行設(shè)計(jì) 1 車輛荷載換算 2 計(jì)算墻后主動土壓力及其作用點(diǎn)位置 a E 3 設(shè)計(jì)擋土墻截面 墻頂寬度和基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合規(guī)范要求 進(jìn)行抗滑動穩(wěn)定性 驗(yàn)算及抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 4 基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算與地基承載力驗(yàn)算 5 擋土墻正截面強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 2 重力式擋土墻設(shè)計(jì) 1 設(shè)計(jì)參數(shù) 擋土墻墻高 H 7m 取基礎(chǔ)埋置深度 D 1 5m 擋土墻縱向分段長度取 L 10m 路基寬度 26m 路肩寬度 3 0m 墻面與墻背平行 墻背仰斜 仰斜坡度1 0 25 14 03 墻底 基底 傾斜度tan 0 190 傾斜角 10 76 0 0 墻頂填土高度 3 0m 填土邊坡坡度 1 1 5 arctan 1 5 33 69 a 1 汽車荷載邊緣距路肩邊緣 0 5m d 墻后填土砂性土內(nèi)摩擦角 填土與墻背外摩擦角 2 34 17 填土容重 18kN m 粘性土地基與漿砌片石基底的摩擦系數(shù) 0 30 3 墻身采用 2 5 號砂漿砌 25 號片石 墻身砌體容重 22kN m 砌體容 k 3 許壓應(yīng)力 600kPa 砌體容許剪應(yīng)力 100kPa 砌體容許拉應(yīng)力 a wl 60kPa 地基容許承載力 250kPa 0 2 車輛荷載換算 0 78m 3 主動土壓力計(jì)算 3 1 計(jì)算破裂角 4 0 78 0237 37 03 14tan 78 0 2327 7 5 05 4 78 0 25 43 2 tan 22 2 0 00 haHaH haHHdbhab A 18 14 0 q h 3 97 361703 1434 86 0 4 097 36 tan97 36tan34 cot97 36tan tantan cottantan A 69 40 墻底到路肩的水平距離為 3 75m 路肩寬 3m 墻底至破裂面與路基交 點(diǎn)距離為 3 3 75 6 75 8 17 破裂面交于荷載內(nèi)m7 1886 0 5 27 進(jìn)行計(jì)算 直線形仰斜墻背 且墻背傾角較小 不會出現(xiàn)第二破裂面 3 2 計(jì)算主動土壓力及其作用點(diǎn)位置 a E 3 2 1 計(jì)算主動土壓力 a E 0 82m 25 0 86 0 5 0 tantan 2 d h 3 1m 25 086 0 86 035 4 tantan tan 3 ab h 16 0 03 14tan 7 40tan 97 367 40sin 34 7 40cos tantan sin cos a K m18 3 1 382 0 7 321 hhHh 29 1 49 18 378 0 2 72 1 3 1 7 32 1 2 2 1 2 1 2 103 1 H hh H h H a K mkN02 91 29 116 0 4918 2 1 2 1 1 2 KKHE aa 4 mkN72 4 03 1417sin 02 91 sin mkN 9 90 03 1417cos 02 91 cos ay ax EE EE 3 2 2 計(jì)算主動土壓力的合力作用點(diǎn)位置 m55 2 29 1 493 7218 3 3 18 3 78 0 1 37 3 3 7 3 23 3 2 1 2 110 2 3 KH HhhhhHaH Zx m61 1 190 0 03 14tan 7 17 1tantan 011 bbB m25 2 25 0 55 2 61 1 tan xy ZBZ 墻底 基底 傾斜 需把求得的 修正為 即 x Z y Z 1x Z 1y Z 1x Z tan 見 附錄 的圖 x Z 01tan b 1y Z 1 b 1x Z 5 m24 2 03 14tan 18 2 7 1tan m18 2 190 0 7 155 2 tan 111 011 xy xx ZbZ bZZ 3 3 被動土壓力 墻前的被動土壓力忽略不計(jì) 偏于安全 4 擋土墻計(jì)算 只對荷載組合 II 進(jìn)行計(jì)算 4 1 擬定擋土墻頂寬 經(jīng)試算 取擋土墻頂寬為 1 6m 1 b 4 2 抗滑動穩(wěn)定性驗(yàn)算 墻身體積計(jì)算 6 3 0111 m71 10 190 0 6 17 6 1 tan bHbV 32 0 2 12 m24 0 190 0 6 15 0tan5 0 bV 3 21 m95 1024 0 71 10 VVV 墻身自重計(jì)算 1 G kN62 2352271 10 1 k V 2 G kN28 5 2224 0 2 k V kN 9 24028 5 62 235 21 GGG 抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算 008 13 9 9040 1 190 0 72 4 40 1 9 2401 1 3 0 190 0 9 9072 4 4 1 9 2401 1 tan 1 1 tan 1 1 10101 xQyQxyQ EEGEEG 墻身自重力臂計(jì)算 65 1 6 125 0 190 0 6 175 0 tan 5 0 1011 bnbHZG 09 1 6 1 047 0 5 0 3 1 5 0 tantan2 1 3 12 1 102 bZG 63 1 9 240 09 1 28 5 65 1 62 235 2211 G ZGZG Z GG G kN62 24572 4 9 240 21 y EGGN 抗滑穩(wěn)定系數(shù) 1 3 7 1 190 0 62 245 9 90 3 0190 0 9 9062 245 tan tan 0 0 NE EN K x x C 滿足要求 7 4 3 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算 05 4 55 2 9 9025 2 72 4 4 163 1 9 2408 0 8 0 11 1 xxyyQG ZEZEGZ 抗傾覆穩(wěn)定系數(shù) 5 104 2 18 2 9 90 24 2 72 409 1 28 565 1 62 235 1 12211 0 xx yyGG ZE ZEZGZG K 滿足要求 4 4 基底合力偏心距驗(yàn)算 至墻趾 A 的距離 N m84 0 62 245 18 2 9 9024 2 72 4 09 1 28 5 65 1 62 235 112211 N ZEZEZGZG Z xxyyGG N 基底合力偏心距 035 0 84 0 2 61 1 2