重力式挡土墙计算书

1重力式挡土墙计算书挡土墙设计初始条件：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10m，路基宽度24.5m,路肩宽度3.25m；2）取汽车荷载边缘距路肩边缘md5.0；3）车辆荷载：计算荷载汽车——20级、验算荷载挂车——100。4）粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数35.0，地基容许承载力KPa2500；5）其他参数具体见以下3.1中所述设计参数。设计参数挡土墙参数图如图上图，挡土墙墙体高为H=10m，基础埋置深度D=2m,墙身纵向分段长度为L=10m；2墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1：0.25，14，墙底倾斜度tan0=0.190,倾斜角0=10.76°；墙顶的填土高度为a=2.0m,填土边坡坡1：1.5，69.335.1arctan1，汽车荷载边缘距路肩边缘d=0.5m；墙后的填土为砂性土内摩擦角=35°，填土与墙背外摩擦角=/2=17.5°，填土容重=18KN/m3；墙身采用5号水泥砂浆砌片石，墙身砌体容重k=22KN/m3,砌体容许压应力[a]=600KPa,砌体容许剪应力[]=100KPa,砌体容许拉应力[wl]=60KPa；地基容许承载力[0]=250KPa。计算步骤：一、车辆荷载换算1、计算荷载1）求不计车辆荷载作用时的破裂棱体宽0B经查表可得q=10，h0=q=mKNKPa/1810=0.556m经试算，按破裂面交于荷载中部进行计算：33.0)82()556.0282(25.0)556.02228(85.3556.0232H))(a2hH(a)tan2h2aH(H-d)(b2ab000hA5.17143538.5°tan=-tan+))(tantan(cotA3=-0.7954+)7954.033.0)(7954.04281.1(=0.78652.387865.0arctan86.2)25.083(7865.0)28()tan(tan)(0HbaHB2）求纵向分布长度L一辆重车的扩散长度为：52.12577.0)228(6.530tan)2(00aHLL大于挡土墙分段长度，取计算长度L=15.52m。布置一辆重车总重力300KN。3）计算车辆荷载总重Q车轮中心距路基边缘0.5m,86.20B，重车在破裂面内能布置一辆，Q=100KN4）换算土层厚度：mLBQh47.052.1286.218300005）验算荷载：挂车-100，0h=0.80m，布置在路基的全宽。二、计算主动土压力1）假设破裂面交与荷载面内：33.0)82()556.0282(25.0)556.02228(85.3556.0232H))(a2hH(a)tan2h2aH(H-d)(b2ab000hAtan=-tan+))(tantan(cotA=-0.7954+)7954.033.0)(7954.04281.1(=0.78652）验算破裂面是否交于荷载内：堤顶破裂面至墙踵865.77865.0)28(tan)(aH4荷载内缘至墙踵5.55.025.083tandHb荷载外缘至墙踵12725.083tan0bdHb因12865.75.5，故破裂面交于荷载内，与原假定相符，所选用的计算公式正确。3）求主动土压力系数aK和1KaKtantan)sin()cos(=1593.0)]25.0(7865.0[7.76sin2.73costantan2dhm9320.05365.05.0mabh66.25365.07865.023tantantan3mmmmhhHh408.466.29320.00.832111K21032212HhhHhHa=493.164408.4556.021666.218221mKNKKHEaa/0.137493.11593.06418212112mKNEEax/74.1365.3cos0.137)cos(mKNEEay/4.85.3sin137)sin(4）计算主动土压力的合力作用点12110233)23()(3KHHhhhhHaHZx=m84.2493.1643)16408.43(408.4556.0)66.28(2382因墙底倾斜，需要把求得的xZ、yZ修正为1xZ、1yZ：经验算，取挡土墙顶宽为mb0.21，mbZZxx46.219.00.284.2tan011mZbZxy615.2)25.0(46.20.2tan11155）验算荷载，挂-100：计算方法与采用公式与同计算荷载，在式中mh8.00，d=0,计算结果如下：05.381574.0ak622.11k147aE73.146xE4.8yE96.2xZ4.81xZ645.21yZ比较设计荷载与验算荷载计算结果，验算荷载时的土压力比较大，而且主动土压力作用点与计算荷载的相近，故墙身断面尺寸应由验算荷载（挂-100）控制。四、挡土墙计算图3-4-1挡土墙计算图抗滑稳定性验算墙身体积计算：0914.83011124.1519.00.20.80.2)tan(mbHbV632021238.019.00.25.0tan5.0mbV墙身体积计算：KNmKNmVGk28.291/2224.133311KNmKNmVGk36.8/2238.03322KNKNKNGGG64.29936.828.192211）稳定性验算：xQyQxyQEEGEEG10101tan)1.1()]tan(1.1[73.1464.119.0)4.84.164.3431.1(3.0)]19.073.1464.8(4.164.3431.1[0572.3(则1b满足条件)求抗滑稳定系数：KNKNKNEGNy94.3063.764.2993.1][43.119.004.35273.1463.0)19.073.14604.352(tan]tan[00cxxcKNEENK即挡土墙满足抗滑稳定性要求。2）抗倾覆稳定性验算墙身自重力臂计算：mbnbHZG95.10.225.019.00.285.0])tan[(5.01011mbZG365.10.219.025.05.03/15.0)]tantan5.0(3/15.0[102抗倾覆稳定系数计算：5.1][82.158.273.146645.24.8365.136.895.128.33501122110KZEZEZGZGKxxyyGG即挡土墙满足抗倾覆稳定性要求。3）基底合力偏心距验算7NZEZEZGZGZxxyyGGN/)(112211m88.004.35258.273.146645.24.8365.136.895.128.335mbbB905.119.0)25.0(22tantan011mmBmmmZBeN3175.06905.160725.088.02905.120即基底合力偏心距满足要求。4）地基承载力验算)905.10725.061(905.14.864.343)61()61(002,1BeBEGBeANydkPakPa250][3.1422270即地基承载力满足要求。5）墙身强度验算墙面与墙背平行，截面最大应力位于接近基底处，由基底应力计算结果知墙身正应力满足墙体材料强度要求。墙身剪应力及弯拉应力很小，计算从略。通过上述验算所假设截面符合各项要求，决定采用此截面，顶宽为2.0m