重力式挡土墙课程设计计算书Word下载.docx

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填土内摩擦角：

，填土与墙背间的摩擦角;

墙背与竖直平面的夹角。

墙背填土容重17.8kN/m3，地基土容重：

17.7kN/m3。

挡土墙尺寸具体见图1.1。

图1.1挡土墙尺寸

1.3车辆荷载换算

1.3.1试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度

（1）假定破裂面交于荷载内侧

不计车辆荷载作用；

计算棱体参数、：

；

则：

计算车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B：

由于路肩宽度d=1.5m>

B=0.29m，所以可以确定破裂面交与荷载内侧。

（2）计算主动土压力及其作用位置

最大主动土压力：

Ea=γA0tanθ-B0cosθ+φsinθ+ψ

=17.8×

18×

0.715-7×

cos33.69°

+42°

sin33.69°

+48.964°

=26.04kN

土压力的水平和垂直分力为：

Ex=Eacosα+δ

=26.04×

cos-14.036°

+21°

=25.85kN

Ey=Easinα+δ

sin-14.036°

=3.16kN

主动土压力系数及作用位置：

作用位置：

1.3.2抗滑稳定性验算

为保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力。

在一般情况下：

（1.1）

式中：

──挡土墙自重；

，──墙背主动土压力的水平与垂直分力；

──基底倾斜角（°

）；

──基底摩擦系数，此处根据已知资料，；

──主动土压力分项系数，当组合为Ⅰ、Ⅱ时，=1.4；

当组合为Ⅲ时，=。

0.9G+γQ1Eyμ+0.9Gtanα0

=0.9×

91.3+1.4×

3.16×

0.43+0.9×

91.3×

0=37.24kN≥γQ1Ex=1.4×

25.85=36.19kN

因此，该挡土墙抗滑稳定性满足要求。

1.3.3抗倾覆稳定性验算

为保证挡土墙抗倾覆稳定性，需验算它抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力，

（1.2）

──墙身、基础及其上的土重合力重心到墙趾的水平距离（m）；

──土压力垂直分力作用点到墙趾的水平距离（m）；

──土压力水平分力作用点到墙趾的垂直距离（m）。

ZG1=0.5ld-0.5lh×

0.25=0.5×

0.3-0.5×

0.5×

0.25=0.09m

ZG2=0.5b1+0.5H×

1+0.5×

4×

0.25=1.0m

G1=V1γα=0.3×

22=3.3kN/m

G2=V2γα=1×

22=88kN/m

ZG=G1ZG1+G2ZG2G=3.3×

0.09+88×

1.091.3=0.967

1.3.4基底应力及合力偏心距验算

为了保证挡土墙基底应力不超过地基承载力，应进行基底应力验算；

同时，为了避免挡土墙不均匀沉陷，控制作用于挡土墙基底的合力偏心距。

（1）基础底面的压应力

①轴心荷载作用时

（1.3）

──基底平均压应力（kPa）；

──基础底面每延米的面积，即基础宽度，B1.0（）；

──每延米作用于基底的总竖向力设计值（kN）；

（1.4）

其中：

──墙背主动土压力（含附加荷载引起）的垂直分力（kN）；

──墙背主动土压力（含附加荷载引起）的水平分力（kN）；

──低水位浮力（kN）（指常年淹没水位）。

②偏心荷载作用时

作用于基底的合力偏心距e为

（1.5）

──作用于基底形心的弯矩，可按下表采用。

作用于基底的合力偏心距e为：

（1.6）

B=1+0.3=1.3m

C=GZG+EyZx-ExZyG+Ey

=91.3×

0.967+3.16×

0.64-25.85×

1.3991.3+3.16

=0.576m

则

pmax=G+EyB1+6eB=91.3+3.161.31+6×

0.071.3=96.14kPa

<

σ=810kPa

所以基础底面的压应力满足要求。

（2）基底合力偏心距

基底合力偏心距应满足表的要求

表1.1各地基条件下的合力偏心距

地基条件

合力偏心距

非岩石地基

e0≤B/6

软土、松砂、一般黏土

较差的岩石地基

e0≤B/5

紧密细砂、黏土

坚密的岩石地基

e0≤B/4

中密砂、砾石、中砂

由以上计算可知，基底合力偏心距满足要求。

（3）地基承载力抗力值

①当轴向荷载作用时

（1.7）

──基底平均压应力；

──地基承载力抗力值（kpa）。

②当偏心荷载作用时

（1.8）

p=NA=GγG+γQ1Ey-Wcosα0+γQ1Exsinα0B

1.2+1.4×

3.16-0cos0+1.4×

0.64×

sin01.3

=87.68kPa≤1.2f=1.2×

810=972kPa

所以满足地基承载力要求。

1.3.5墙身截面强度验算

为了保证墙身具有足够的强度，应根据经验选择1~2个控制断面进行验算，如墙身底部、1∕2墙高处、上下墙（凸形及衡重式墙）交界处。

此处选择二分之一墙高处进行验算

（1）强度计算

（1.9）

按每延米墙长计算：

（1.10）

──设计轴向力（kN）；

──重要性系数，取为1.0；

、──恒载（自重及襟边以上土重）引起的轴向力（kN）和相应的分项系数；

──主动土压力引起的轴向力（kN）；

──主动土压力引起的轴向力的分项系数；

NG=1×

22=88kN

NQ1=3.16kN

Nj=1.0×

1.2×

88+1.4×

3.16=110.024kN

──抗力分项系数，取为2.31；

──材料极限抗压强度（kpa）,RK=1275kPa；

──挡土墙构件的计算截面积（m2），A=1；

──轴向力偏心影响系数。

αK=1-256e0B81+12e0B2=1-2560.071.381+120.071.32=0.966

Nj=110.024kN≤αKARKγK=0.966×

1×

12752.31=533.18kN

故强度满足要求。

（2）稳定计算

（1.11）

、、、意义同式（3.10）；

──弯曲平面内的纵向翘曲系数，按下式计算：

（1.12）

──2H/B，H为墙有效高度，B为墙的宽度（m）；

一般情况下挡土墙尺寸不受稳定控制，但应判断是细高墙或是矮墙。

当H/B小于10时为矮墙，其余则为细高墙。

对于矮墙可取=1，即不考虑纵向稳定。

此处H/B=4/1=4<

10,故=1

Nj=110.024kN≤ψKαKARKγK=1×

0.966×

故稳定满足要求。

同理，选择墙身底部进行验算，经验算强度与稳定均满足要求。

故所设计的挡土墙满足要求。

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