路基工程课程设计.doc111 - 副本

第1页共20页路基工程学院：明德学院专业：土木工程班级：交通10151学号：102003111226姓名：杨林松教师：胡翔2013年12月20日第2页共20页《路基工程设计》课程设计说明书课程名称:《路基工程》设计题目：重力式挡土墙设计专业:交通土建学生姓名:杨林松学号:102003111226指导教师:胡翔老师完成时间：2013年12月20日第3页共20页目录设计资料....................................................4设计内容....................................................4设计成果....................................................5设计要求....................................................5设计进度安排................................................5课程设计计算书..............................................6试算,选择截面尺寸...........................................6断面尺寸示意图..............................................7墙顶以上土压力的计算........................................7土压力计算图示..............................................7墙体稳定性验算..............................................13抗滑稳定性验算..............................................13抗倾覆稳定性验算............................................13偏心距、基底应力验算........................................14墙身断面(基顶)强度验算......................................15第4页共20页路基工程课程设计一、设计资料：浆砌片石重力式路堤墙，墙高H=4米，填土高a=2米，填土边坡1：1.5，填料容重γ=18KN/m3，φ=35°。墙背选用仰斜1：0.25（α2=-14°02′），δ=1/2φ，基底摩擦系数f1=0.5，地基容许承载力［σ0］=800kPa。7.5号砂浆砌30号片石墙身。圬工容重γk=23kN/m3,［σa］=600kPa,［σj］=50kPa,［σL］=60kPa,［σWL］=80kPa,墙身分段长度为10米，设计荷载公路－Ⅰ级，路基宽度8.5米，路肩0.75米，基底土的内摩擦系数f2=0.80，地基土容重γ1=19kN/m3,墙身容许偏心率：主要组合［ρ1］=0.25，附加组合［ρ1］=0.30，基底容许偏心率［ρ2］=0.2。二、设计内容：1、通过试算，选择断面尺寸。2、墙顶以上填土土压力的计算。3、墙身断面（基顶）强度验算。4、基础底面强度（应力）验算。5、墙体稳定验算。第5页共20页三、设计成果：1、设计计算书（20页左右）2、墙顶以上填土土压力计算图3、墙身断面强度验算图4、基础底面强度及稳定验算图四、设计要求：1、设计任务书下达后，应立即着手进行设计资料的收集和教材中相关内容的复习工作。2、要求每个学生充分发挥独立工作能力和钻研精神，培养分析问题和解决问题的能力。3、在设计阶段，除参考已学教材外，还应查阅有关文献和书籍，扩大知识面，培养综合运用专业知识去解决工程实际问题的能力。4、在课程设计开始后，先编排工作计划和进度表，设计时参照执行，以免进度滞后。五、设计进度安排（供参考）1、第一天————学习本“任务书”，复习教材，收集资料，制定工作计划。2、第二天————通过试算，选择断面尺寸。并计算墙顶以上填土土压力。3、第三天————墙身断面（基顶）强度验算。4、第四天————基础底面强度（应力）验算。5、第五天————墙体稳定验算。并将设计成果仔细检查后装订成册。第6页共20页课程设计计算书1、试算,选择截面尺寸在△BMN中∵∠NMB=20∠BNM=90°+α2tgα0=tg（11°35′）=0.2α2=-14°02′∴∠MNB=α0=11°35′∠BNM=75°98′∴∠MBN=180°-α0+[-（90°+α2）]=92°22′故：1.17m22sin929875sin20.1nsinMBNsiBMNMNMB4011cos17.1cos01MBB=1.15m4011sin1.1MBsinh0=0.22m　　　第7页共20页断面尺寸示意图2、墙顶以上土压力的计算　α2α2　β=33°25’α2=-14°02’　土压力计算图示∵a=2.0mβ=33°25′∴m0.325330.2btgtga根据资料，设计荷载为汽车-20级，挂车-100。所以汽车荷载的换算柱高h0为：lLQh00挡土墙分段长度为10m，及L=10m两辆车-20级的横向分布宽度L0=7.00m。在lL0范围内可能布置的最大车轮重力为：第8页共20页mhKNQ52.0100.78.16606613020020）（其中：γ为墙后填土重度0L为不计车辆荷载作用是破裂棱体的宽度。对于路堤墙，指破裂棱体范围内的路基宽度L为挡土墙的计算长度∑Q为布置在0lL范围的车轮总重对于挂车-100，按在路面宽度内居中行驶考虑mlLQh65.0105.81810000'0破裂角假定破裂角交于荷载内，38380214-401735212.21)42()52.0242(21)()22100HahHaA（2000)2(21)(21tghaHHhdbbaB=21×2×3+（3.0+0.5）×0.52-21×4×（4+2×2×0.52）×tg（-14°02′）=9.34))(cot(00ABtgtgtgtg=-tg38°38′+））（（21.129.4338tg38cot3538tg38第9页共20页=0.8632∴α=tg-10.8632=40.8°验算假定：（H+a）tgα+tgα2=（4+2）tg40.8°+4×tg（-14°02′）=4.15mb+d+3.0+0.5=3.5mb+d+l0=3.5+8.5=12m则（b+d）〈[（H+a）tgα+Htgα2]〈（b+d+l0）破裂面交于荷载内，与假定相符。在挂车荷载时:h0′=0.65mA0′=))(h2Ha210Ha（=9.216)65.026(2193.965.4275.23)22(21)(212000tghaHHhdbabB8714.06654.1794.0))(cot(00ABtgtgtgtg03418714.01tg第10页共20页主动土压力系数：1531.038384840sin354848cos]02tg(-144840[)sin()cos()(2）（）（）tgtgtgK对于挂荷载：152.038380341sin350341cos]0214-tg03tg41[)sin()cos()(2）（）（）（tgtgK主动土压力：KNtgtgBtgAKH97.390214-tg48tg409.34-48tg4012.211531.018200）（KNEEx89.3930170214cos97.39)cos(2）（KNEEy41.230170214sin97.39)sin(2）（对于挂车荷载：第11页共20页KNtgtgBtgAKE28.400214-tg03tg419.93-03tg419.21152.018200）（KNEEx20.4028cos328.40)cos(2KNEEy44.228sin328.40)sin(2土压力作用点位置：对于汽车荷载mtgtgatgbh08.202tg(-1448tg4048tg4020.322）mtgdh82.00214-tg48tg405.00214-tg48403）（）（mhhHh10.182.008.24324mhhahaHHhhhHhHaHEy39.1)10.152.0208.224224(310.152.03)08.2408.2343(24)22(33)23(22223402224022223第12页共20页0.90m301139.117.10tgtgEBEyx对于挂车荷载：m03.20214-tg03tg41034120.322）（tgtgtgtgabhm81.00214-tg03415.023）（tgtgtgdh16.14hmhhhahaHhhhhHaHEy38.1)16.165.0203.224224(316.165.03)03.2481.0343(24)22(33)23(22223421224022223m91.0301138.117.1tgEx第13页共20页　　　　　KNG44.753.20.122.05.041）（KNG8.13232.15.02KNG9.22322.015.1213KNG1265.02322.0)15.12.1(211KNGGGGG27.921265.09.28.1344.754321第14页共20页各部分墙重时墙趾M点的力算：m23.10214)5.0222.05.04(20.12.01tgZmtgZ65.02.020.122mZ17.1)15.12.1(3115.133、墙体稳定性验算3.1、抗滑稳定性验算3.1][K35.230sin1127.92301130170214-cos97.390.5]301130170214-sin97.393011cos27.92[sin)cos()]sin(cos[00021022）（）（GEfEGKc当为挂车荷载时：3.1][K31.230sin1192.27-18cos1428.400.15]18sin1440.2830cos1127.92[sin)cos()]sin(cos[00021020GEfEGKc第15页共20页3.2、抗倾覆稳定性验算当以汽车为荷载时，稳定力矩：32.10617.113.071.09.265.08.1323.144.759.041.244332211ZGZGZGZGEEMxyy倾覆力矩：67.46)22.039.1(89.39)(0