边坡稳定性设计

《路基路面工程》课程设计计算书1、重力式挡土墙设计2、边坡稳定性设计3、沥青混凝土路面设计4、水泥混凝土路面设计学生姓名：蒋维学号：2011104321指导教师：杨俊日期：2013年1月3日目录第1题重力式挡土墙设计..............................11.1设计资料.................................................11.2设计任务.................................................11.3设计参数.................................................11.4车辆荷载换算.............................................21.5主动土压力计算...........................................21.6挡土墙计算...............................................5第2题边坡稳定性设计................................92.1设计资料.................................................92.2汽车荷载换算.............................................92.3圆弧条分法..............................................102.4结果分析................................................15第3题沥青混凝土路面设计...........................173.1设计资料................................................173.2设计轴载与路面等级......................................173.3确定土基回弹模量........................................193.4路面结构组合设计........................................203.5路面厚度计算............................................213.6竣工验收弯沉值和层底拉应力计算..........................22第4题水泥混凝土路面设计...........................244.1设计资料.................................................244.2交通分析.................................................244.3初拟路面结构............................................244.4路面材料参数确定........................................244.5荷载疲劳应力............................................254.6温度疲劳应力............................................2611重力式挡土墙设计1.1设计资料(1)浆砌片石重力式仰斜路堤墙，墙顶填土边坡1:1.5，墙身纵向分段长度为m10,路基宽度m26，路肩宽度m0.3.(2)基底倾斜角190.0tan:00，取汽车荷载边缘距路肩边缘md5.0.(3)设计车辆荷载标准值按公路－I级汽车荷载采用，即相当于汽车—超20级、挂车120（验算荷载）。(4)墙后填料砂性土容重3/18mkN,填料与墙背的外摩擦角5.0；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数30.0，地基容许承载力kPa250][0.(5)墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，圬工容重3/22mkNk，容许压应力aakP600][，容许剪应力ajkP100][][，容许拉应力aLkP60][.1.2设计任务(1)车辆荷载换算。(2)计算墙后主动土压力aE及其作用点位置。(3)设计挡土墙截面，墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算。(4)基础稳定性验算与地基承载力验算。(5)挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。1.3设计参数21.3.1几何参数墙高mH4，取基础埋深mD5.1,墙身纵向分段长度mL10；墙背仰斜坡度1:0.2，04.14，墙底倾斜度190.0tan0，倾斜角76.100；墙顶填土高度ma5.1，填土边坡坡度1:1.5，69.33，汽车荷载边缘距路肩边缘md5.0.1.3.2力学参数墙后砂性土填料内摩擦角36，填料与墙背外摩擦角5.0，填土容重3/18mkN；墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重3/22mkNk,砌体容许压应力kPaa600][,砌体容许剪应力kPa100][,砌体容许拉应力kPaL60][；地基容许承载力kPa250][0.1.4车辆荷载换算查阅《公路路基设计手册》，按车带宽均摊的方法，计算各级荷载换算土柱高，并确定车辆荷载作用宽度。1.4.1计算荷载：汽车—超20级汽车—超20级对应的换算土层厚度aHh2577.00.1300.2000，内数值大于分段长度m10,取m10从而求得mh65.00.车辆荷载作用宽度mb26.30.1.4.2验算荷载：挂车—120挂车—120，mh97.018/5.170，布置在路基全宽上。车辆荷载作用宽度mb20.30.1.5主动土压力计算31.5.1计算荷载：汽车—超20级1)计算破裂角假设破裂面交于荷载中部，则504.065.025.145.1425.065.025.12445.0365.02322tan222000haHaHhaHHdbhabA96.381704.1436885.0tantancottantanA051.41堤顶破裂面至墙踵：maH87.4tan荷载内缘至墙踵：mdHb00.4tan荷载外缘至墙踵：mbdHb26.726.300.4tan0因26.787.400.4，故破裂面交与荷载中部，假设正确。2)计算主动土压力aE139.025.0885.096.3851.41sin3651.41costantansincosKmabh18.2tantantan1，mdh84.025.0848.05.0tantan2mhhHh98.2213729.12212123011HhhHhHaKkNKKHEa99.92729.1166.06182121212水平分量kNEEax87.921704.14cos99.92cos竖直分量kNEEay80.41704.14sin99.92sin43)主动土压力作用点位置mKHHhhhhHaHZx38.1729.1434298.2398.265.099.242343233221233021因墙底倾斜，故取修正值mbZZxx07.0190.065.138.1tan011mZbZxy67.125.007.065.1tan111其中，挡土墙顶宽mb65.11由1.6栏中的试算确定。1.5.2验算荷载：挂车—120计算方法和公式同计算荷载，在式中取mh97.00，0d.计算结果如下：1)计算破裂角假设破裂面交于荷载中部，则47.097.025.145.1425.097.025.12440397.0235.12tan222000haHaHhaHHdbhabA96.381704.1436863.0tantancottantanA079.40堤顶破裂面至墙踵：maH75.4tan荷载内缘至墙踵：mdHb00..4tan荷载外缘至墙踵：mbdHb20.720.300.4tan0因20.775.400.4，故破裂面交与荷载中部，假设正确。52)计算主动土压力aE167.025.0863.096.3679.40sin3679.40costantansincosKmabh78.2tantantan1，02hmhhHh22..1213637.12212123011HhhHhHaKkNKKHEa37.39637.1167.04182121212水平分量kNEEax32.391704.14cos37.39cos竖直分量NEEay03.21704.14sin37.39sin3)主动土压力作用点位置mKHHhhhhHaHZx50.3637.1434222.1322.197.078.245.1343233221233021因墙底倾斜，故取修正值mbZZxx19.3190.065.150.3tan011mZbZxy45.225.019.365.1tan111其中，挡土墙顶宽mb65.11由1.6栏中的试算确定。1.6挡土墙计算比较计算荷载与验算荷载，发现验算荷载的土压力较大。由于基底摩擦系数较小，估计为滑动控制，故先采用验算荷载即挂车—120的土压力计算。这里只对荷载组合Ⅱ进行计算。经试算，取挡土墙顶6宽mb65.11.图1-1重力式挡土墙设计示例1.6.1墙身自重计算墙身体积，3011108.6190.065.1-465.1)tan(mbHbV,3021226.0tan5.0mbV，32134.6.mVVV墙身自重，kNVGk76.1332208.611,NVGk48.13922，kNGGG24.273211.6.2抗滑稳定性与抗倾覆稳定性验算作用于墙底（即基底）的竖向力，7kNEGGNy27.27503.224.27321抗滑稳定系数3.134.1tan]tan[00NEENKxxC，满足抗滑要求。墙身自重力臂，mbbHZG54.1]25.0)tan[(5.01011mbZG13.1)]tantan2/1(3/12/1[102抗倾覆稳定系数3.196.182.191.9311.286.413.172.554.136.2061122110xxyyGGZEZEZGZGK满足抗倾覆要求。验算结果表明，断面尺寸由滑动控制，故不必采用汽车—超20级的土压力计算。1.6.4基底应力及合力偏心距验算竖向力N至墙趾A的距离，mNZEZEZGZGZxxyyGGN75.0112211墙底斜宽mbbB57.1tantan011基底合力偏心距mBmZBeN26.06