二級公路擋土墻驗算

1、重力式擋土墻驗算執(zhí)行標準：公路計算項目： 重力式擋土墻 2計算時間：2013-05-19 16:52:12 星期日-原始條件: 墻身尺寸: 墻身高: 5.000(m) 墻頂寬: 0.800(m) 面坡傾斜坡度: 1:0.050 背坡傾斜坡度: 1:0.350 采用1個擴展墻址臺階: 墻趾臺階b1: 0.340(m) 墻趾臺階h1: 0.550(m) 墻趾臺階與墻面坡坡度相同 墻底傾斜坡率: 0.100:1 物理參數(shù): 圬工砌體容重: 23.000(kn/m3) 圬工之間摩擦系數(shù): 0.400 地基土摩擦系數(shù): 0.500 墻身砌體容許壓應力: 2100.000(kpa) 墻身砌體容許彎曲拉應力

2、: 280.000(kpa) 墻身砌體容許剪應力: 110.000(kpa) 材料抗壓極限強度: 1.600(mpa) 材料抗力分項系數(shù): 2.310 系數(shù)醩: 0.0020 擋土墻類型: 一般擋土墻 墻后填土內(nèi)摩擦角: 44.675(度) 墻后填土粘聚力: 0.000(kpa) 墻后填土容重: 19.800(kn/m3) 墻背與墻后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 19.800(kn/m3) 修正后地基承載力特征值: 500.000(kpa) 地基承載力特征值提高系數(shù): 墻趾值提高系數(shù): 1.200 墻踵值提高系數(shù): 1.300 平均值提高系數(shù): 1.000 墻底摩擦系數(shù): 0

3、.500 地基土類型: 土質(zhì)地基 地基土內(nèi)摩擦角: 19.800(度) 土壓力計算方法: 庫侖 坡線土柱: 坡面線段數(shù): 2 折線序號 水平投影長(m) 豎向投影長(m) 換算土柱數(shù) 1 3.000 2.000 0 2 6.000 0.000 0 坡面起始距離: 0.000(m) 地面橫坡角度: 20.000(度) 填土對橫坡面的摩擦角: 35.000(度) 墻頂標高: 0.000(m) 擋墻分段長度: 10.000(m)=第 1 種情況: 組合1= 組合系數(shù): 1.000 1. 擋土墻結構重力 分項系數(shù) = 1.000 2. 墻頂上的有效永久荷載 分項系數(shù) = 1.000 3. 墻頂與第二破

4、裂面間有效荷載 分項系數(shù) = 1.000 4. 填土側(cè)壓力 分項系數(shù) = 1.000 5. 車輛荷載引起的土側(cè)壓力 分項系數(shù) = 1.000 = 土壓力計算 計算高度為 5.325(m)處的庫侖主動土壓力 無荷載時的破裂角 = 20.454(度) 按實際墻背計算得到: 第1破裂角： 20.454(度) ea=133.602(kn) ex=106.993(kn) ey=80.012(kn) 作用點高度 zy=1.850(m) 因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在 墻身截面積 = 9.698(m2) 重量 = 223.051 (kn)(一) 滑動穩(wěn)定性驗算 基底摩擦系

5、數(shù) = 0.500 采用傾斜基底增強抗滑動穩(wěn)定性,計算過程如下: 基底傾斜角度 = 5.711 (度) wn = 221.944(kn) en = 90.261(kn) wt = 22.194(kn) et = 98.501(kn) 滑移力= 76.307(kn) 抗滑力= 156.103(kn) 滑移驗算滿足: kc = 2.046 1.300 滑動穩(wěn)定方程驗算： 滑動穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 93.577(kn) 0.0 地基土層水平向: 滑移力= 106.993(kn) 抗滑力= 156.772(kn) 地基土層水平向: 滑移驗算滿足: kc2 = 1.465 1.300(二) 傾覆穩(wěn)

6、定性驗算 相對于墻趾點，墻身重力的力臂 zw = 1.447 (m) 相對于墻趾點，ey的力臂 zx = 2.606 (m) 相對于墻趾點，ex的力臂 zy = 1.525 (m) 驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性 傾覆力矩= 163.118(kn-m) 抗傾覆力矩= 531.307(kn-m) 傾覆驗算滿足: k0 = 3.257 1.500 傾覆穩(wěn)定方程驗算： 傾覆穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 303.637(kn-m) 0.0(三) 地基應力及偏心距驗算 基礎類型為天然地基，驗算墻底偏心距及壓應力 取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基承載力和偏心距 作用于基礎底的總豎向力 = 312.205(kn)

7、作用于墻趾下點的總彎矩=368.189(kn-m) 基礎底面寬度 b = 3.270 (m) 偏心距 e = 0.456(m) 基礎底面合力作用點距離基礎趾點的距離 zn = 1.179(m) 基底壓應力: 趾部=175.305 踵部=15.639(kpa) 最大應力與最小應力之比 = 175.305 / 15.639 = 11.209 作用于基底的合力偏心距驗算滿足: e=0.456 = 0.167*3.270 = 0.545(m) 墻趾處地基承載力驗算滿足: 壓應力=175.305 = 600.000(kpa) 墻踵處地基承載力驗算滿足: 壓應力=15.639 = 650.000(kpa)

8、 地基平均承載力驗算滿足: 壓應力=95.472 = 500.000(kpa)(四) 基礎強度驗算 基礎為天然地基，不作強度驗算(五) 墻底截面強度驗算 驗算截面以上，墻身截面積 = 9.187(m2) 重量 = 211.301 (kn) 相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂 zw = 1.409 (m) 相對于驗算截面外邊緣，ey的力臂 zx = 2.606 (m) 相對于驗算截面外邊緣，ex的力臂 zy = 1.525 (m)容許應力法: 法向應力檢算: 作用于驗算截面的總豎向力 = 291.313(kn) 作用于墻趾下點的總彎矩=343.147(kn-m) 相對于驗算截面外邊緣，合力作用

9、力臂 zn = 1.178(m) 截面寬度 b = 3.140 (m) 偏心距 e1 = 0.392(m) 截面上偏心距驗算滿足: e1= 0.392 = 0.250*3.140 = 0.785(m) 截面上壓應力: 面坡=162.280 背坡=23.270(kpa) 壓應力驗算滿足: 計算值= 162.280 = 2100.000(kpa) 切向應力檢算: 剪應力驗算滿足: 計算值= -3.036 = 110.000(kpa)極限狀態(tài)法: 重要性系數(shù)?0 = 1.000 驗算截面上的軸向力組合設計值nd = 291.313(kn) 軸心力偏心影響系數(shù)醟 = 0.842 擋墻構件的計算截面每沿

10、米面積a = 3.140(m2) 材料抗壓極限強度ra = 1600.000(kpa) 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)鉬 = 2.310 偏心受壓構件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)豮 = 0.999 計算強度時: 強度驗算滿足: 計算值= 291.313 = 1832.094(kn) 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足: 計算值= 291.313 = 1829.405(kn)(六) 臺頂截面強度驗算 土壓力計算 計算高度為 4.450(m)處的庫侖主動土壓力 無荷載時的破裂角 = 21.546(度) 按實際墻背計算得到: 第1破裂角： 21.546(度) ea=96.636(kn) ex=77.389(kn

11、) ey=57.874(kn) 作用點高度 zy=1.530(m) 因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在 強度驗算 驗算截面以上，墻身截面積 = 7.520(m2) 重量 = 172.971 (kn) 相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂 zw = 1.015 (m) 相對于驗算截面外邊緣，ey的力臂 zx = 2.045 (m) 相對于驗算截面外邊緣，ex的力臂 zy = 1.530 (m)容許應力法: 法向應力檢算: 作用于驗算截面的總豎向力 = 230.845(kn) 作用于墻趾下點的總彎矩=175.494(kn-m) 相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂 z

12、n = 0.760(m) 截面寬度 b = 2.580 (m) 偏心距 e1 = 0.530(m) 截面上偏心距驗算滿足: e1= 0.530 = 0.250*2.580 = 0.645(m) 截面上壓應力: 面坡=199.711 背坡=-20.761(kpa) 壓應力驗算滿足: 計算值= 199.711 = 2100.000(kpa) 拉應力驗算滿足: 計算值= 20.761 = 280.000(kpa) 切向應力檢算: 剪應力驗算滿足: 計算值= -5.794 = 110.000(kpa)極限狀態(tài)法: 重要性系數(shù)?0 = 1.000 驗算截面上的軸向力組合設計值nd = 230.845(k

13、n) 軸心力偏心影響系數(shù)醟 = 0.663 擋墻構件的計算截面每沿米面積a = 2.580(m2) 材料抗壓極限強度ra = 1600.000(kpa) 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)鉬 = 2.310 偏心受壓構件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)豮 = 0.995 計算強度時: 強度驗算滿足: 計算值= 230.845 = 1185.658(kn) 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足: 計算值= 230.845 1.300 滑動穩(wěn)定方程驗算： 滑動穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 93.577(kn) 0.0 地基土層水平向: 滑移力= 106.993(kn) 抗滑力= 156.772(kn) 地基土層水平向:

14、滑移驗算滿足: kc2 = 1.465 1.300(二) 傾覆穩(wěn)定性驗算 相對于墻趾點，墻身重力的力臂 zw = 1.447 (m) 相對于墻趾點，ey的力臂 zx = 2.606 (m) 相對于墻趾點，ex的力臂 zy = 1.525 (m) 驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性 傾覆力矩= 163.118(kn-m) 抗傾覆力矩= 531.307(kn-m) 傾覆驗算滿足: k0 = 3.257 1.500 傾覆穩(wěn)定方程驗算： 傾覆穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 303.637(kn-m) 0.0(三) 地基應力及偏心距驗算 基礎類型為天然地基，驗算墻底偏心距及壓應力 取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基承載

15、力和偏心距 作用于基礎底的總豎向力 = 312.205(kn) 作用于墻趾下點的總彎矩=368.189(kn-m) 基礎底面寬度 b = 3.270 (m) 偏心距 e = 0.456(m) 基礎底面合力作用點距離基礎趾點的距離 zn = 1.179(m) 基底壓應力: 趾部=175.305 踵部=15.639(kpa) 最大應力與最小應力之比 = 175.305 / 15.639 = 11.209 作用于基底的合力偏心距驗算滿足: e=0.456 = 0.167*3.270 = 0.545(m) 墻趾處地基承載力驗算滿足: 壓應力=175.305 = 600.000(kpa) 墻踵處地基承載

16、力驗算滿足: 壓應力=15.639 = 650.000(kpa) 地基平均承載力驗算滿足: 壓應力=95.472 = 500.000(kpa)(四) 基礎強度驗算 基礎為天然地基，不作強度驗算(五) 墻底截面強度驗算 驗算截面以上，墻身截面積 = 9.187(m2) 重量 = 211.301 (kn) 相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂 zw = 1.409 (m) 相對于驗算截面外邊緣，ey的力臂 zx = 2.606 (m) 相對于驗算截面外邊緣，ex的力臂 zy = 1.525 (m)容許應力法: 法向應力檢算: 作用于驗算截面的總豎向力 = 291.313(kn) 作用于墻趾下點的總

17、彎矩=343.147(kn-m) 相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂 zn = 1.178(m) 截面寬度 b = 3.140 (m) 偏心距 e1 = 0.392(m) 截面上偏心距驗算滿足: e1= 0.392 = 0.250*3.140 = 0.785(m) 截面上壓應力: 面坡=162.280 背坡=23.270(kpa) 壓應力驗算滿足: 計算值= 162.280 = 2100.000(kpa) 切向應力檢算: 剪應力驗算滿足: 計算值= -3.036 = 110.000(kpa)極限狀態(tài)法: 重要性系數(shù)?0 = 1.000 驗算截面上的軸向力組合設計值nd = 291.313(kn

18、) 軸心力偏心影響系數(shù)醟 = 0.842 擋墻構件的計算截面每沿米面積a = 3.140(m2) 材料抗壓極限強度ra = 1600.000(kpa) 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)鉬 = 2.310 偏心受壓構件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)豮 = 0.999 計算強度時: 強度驗算滿足: 計算值= 291.313 = 1832.094(kn) 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足: 計算值= 291.313 = 1829.405(kn)(六) 臺頂截面強度驗算 土壓力計算 計算高度為 4.450(m)處的庫侖主動土壓力 無荷載時的破裂角 = 21.546(度) 按實際墻背計算得到: 第1破裂角： 21.5

19、46(度) ea=96.636(kn) ex=77.389(kn) ey=57.874(kn) 作用點高度 zy=1.530(m) 因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在 強度驗算 驗算截面以上，墻身截面積 = 7.520(m2) 重量 = 172.971 (kn) 相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂 zw = 1.015 (m) 相對于驗算截面外邊緣，ey的力臂 zx = 2.045 (m) 相對于驗算截面外邊緣，ex的力臂 zy = 1.530 (m)容許應力法: 法向應力檢算: 作用于驗算截面的總豎向力 = 230.845(kn) 作用于墻趾下點的總彎矩=1

20、75.494(kn-m) 相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂 zn = 0.760(m) 截面寬度 b = 2.580 (m) 偏心距 e1 = 0.530(m) 截面上偏心距驗算滿足: e1= 0.530 = 0.250*2.580 = 0.645(m) 截面上壓應力: 面坡=199.711 背坡=-20.761(kpa) 壓應力驗算滿足: 計算值= 199.711 = 2100.000(kpa) 拉應力驗算滿足: 計算值= 20.761 = 280.000(kpa) 切向應力檢算: 剪應力驗算滿足: 計算值= -5.794 = 110.000(kpa)極限狀態(tài)法: 重要性系數(shù)?0 = 1.

21、000 驗算截面上的軸向力組合設計值nd = 230.845(kn) 軸心力偏心影響系數(shù)醟 = 0.663 擋墻構件的計算截面每沿米面積a = 2.580(m2) 材料抗壓極限強度ra = 1600.000(kpa) 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)鉬 = 2.310 偏心受壓構件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)豮 = 0.995 計算強度時: 強度驗算滿足: 計算值= 230.845 = 1185.658(kn) 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足: 計算值= 230.845 1.300 滑動穩(wěn)定方程驗算： 滑動穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 93.577(kn) 0.0 地基土層水平向: 滑移力= 106.99

22、3(kn) 抗滑力= 156.772(kn) 地基土層水平向: 滑移驗算滿足: kc2 = 1.465 1.300(二) 傾覆穩(wěn)定性驗算 相對于墻趾點，墻身重力的力臂 zw = 1.447 (m) 相對于墻趾點，ey的力臂 zx = 2.606 (m) 相對于墻趾點，ex的力臂 zy = 1.525 (m) 驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性 傾覆力矩= 163.118(kn-m) 抗傾覆力矩= 531.307(kn-m) 傾覆驗算滿足: k0 = 3.257 1.500 傾覆穩(wěn)定方程驗算： 傾覆穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 303.637(kn-m) 0.0(三) 地基應力及偏心距驗算 基礎類型為天

23、然地基，驗算墻底偏心距及壓應力 取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基承載力和偏心距 作用于基礎底的總豎向力 = 312.205(kn) 作用于墻趾下點的總彎矩=368.189(kn-m) 基礎底面寬度 b = 3.270 (m) 偏心距 e = 0.456(m) 基礎底面合力作用點距離基礎趾點的距離 zn = 1.179(m) 基底壓應力: 趾部=175.305 踵部=15.639(kpa) 最大應力與最小應力之比 = 175.305 / 15.639 = 11.209 作用于基底的合力偏心距驗算滿足: e=0.456 = 0.167*3.270 = 0.545(m) 墻趾處地基承載力驗算滿足: 壓應

24、力=175.305 = 600.000(kpa) 墻踵處地基承載力驗算滿足: 壓應力=15.639 = 650.000(kpa) 地基平均承載力驗算滿足: 壓應力=95.472 = 500.000(kpa)(四) 基礎強度驗算 基礎為天然地基，不作強度驗算(五) 墻底截面強度驗算 驗算截面以上，墻身截面積 = 9.187(m2) 重量 = 211.301 (kn) 相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂 zw = 1.409 (m) 相對于驗算截面外邊緣，ey的力臂 zx = 2.606 (m) 相對于驗算截面外邊緣，ex的力臂 zy = 1.525 (m)容許應力法: 法向應力檢算: 作用于驗

25、算截面的總豎向力 = 291.313(kn) 作用于墻趾下點的總彎矩=343.147(kn-m) 相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂 zn = 1.178(m) 截面寬度 b = 3.140 (m) 偏心距 e1 = 0.392(m) 截面上偏心距驗算滿足: e1= 0.392 = 0.250*3.140 = 0.785(m) 截面上壓應力: 面坡=162.280 背坡=23.270(kpa) 壓應力驗算滿足: 計算值= 162.280 = 2100.000(kpa) 切向應力檢算: 剪應力驗算滿足: 計算值= -3.036 = 110.000(kpa)極限狀態(tài)法: 重要性系數(shù)?0 = 1.0

26、00 驗算截面上的軸向力組合設計值nd = 291.313(kn) 軸心力偏心影響系數(shù)醟 = 0.842 擋墻構件的計算截面每沿米面積a = 3.140(m2) 材料抗壓極限強度ra = 1600.000(kpa) 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)鉬 = 2.310 偏心受壓構件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)豮 = 0.999 計算強度時: 強度驗算滿足: 計算值= 291.313 = 1832.094(kn) 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足: 計算值= 291.313 = 1829.405(kn)(六) 臺頂截面強度驗算 土壓力計算 計算高度為 4.450(m)處的庫侖主動土壓力 無荷載時的破裂角 =

27、21.546(度) 按實際墻背計算得到: 第1破裂角： 21.546(度) ea=96.636(kn) ex=77.389(kn) ey=57.874(kn) 作用點高度 zy=1.530(m) 因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在 強度驗算 驗算截面以上，墻身截面積 = 7.520(m2) 重量 = 172.971 (kn) 相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂 zw = 1.015 (m) 相對于驗算截面外邊緣，ey的力臂 zx = 2.045 (m) 相對于驗算截面外邊緣，ex的力臂 zy = 1.530 (m)容許應力法: 法向應力檢算: 作用于驗算截面的

28、總豎向力 = 230.845(kn) 作用于墻趾下點的總彎矩=175.494(kn-m) 相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂 zn = 0.760(m) 截面寬度 b = 2.580 (m) 偏心距 e1 = 0.530(m) 截面上偏心距驗算滿足: e1= 0.530 = 0.250*2.580 = 0.645(m) 截面上壓應力: 面坡=199.711 背坡=-20.761(kpa) 壓應力驗算滿足: 計算值= 199.711 = 2100.000(kpa) 拉應力驗算滿足: 計算值= 20.761 = 280.000(kpa) 切向應力檢算: 剪應力驗算滿足: 計算值= -5.794 =

29、 110.000(kpa)極限狀態(tài)法: 重要性系數(shù)?0 = 1.000 驗算截面上的軸向力組合設計值nd = 230.845(kn) 軸心力偏心影響系數(shù)醟 = 0.663 擋墻構件的計算截面每沿米面積a = 2.580(m2) 材料抗壓極限強度ra = 1600.000(kpa) 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)鉬 = 2.310 偏心受壓構件在彎曲平面內(nèi)的縱向彎曲系數(shù)豮 = 0.995 計算強度時: 強度驗算滿足: 計算值= 230.845 = 1185.658(kn) 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足: 計算值= 230.845 1.300 滑動穩(wěn)定方程驗算最不利為：組合1(組合1) 滑動穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 93.577(kn) 0.0 安全系數(shù)最不利為：組合1(組合1) 抗滑力 = 156.772(kn),滑移力 = 106.993(kn)。 地基土層水平向: 滑移驗算滿足: kc2 = 1.465 1.300(二) 傾覆驗算 安全系數(shù)最不利為：組合1(組合1) 抗傾覆力矩 = 531.307(kn-m),傾覆力矩 = 163.118(kn-m)。 傾覆驗算滿足: k0 = 3.257 1.500 傾覆穩(wěn)定方程驗算最不利為：組合1(組合1) 傾覆穩(wěn)定方程滿足: 方程值 = 303.637(kn-m) 0.0(三) 地基驗算 作用于基底的合力偏心距驗算最不利為：