重力式挡土墙验算.docx
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重力式挡土墙验算.docx
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重力式挡土墙验算
重力式挡土墙验算[执行标准:
水利]
计算项目:
1-1剖面挡墙计算(水位降落)
计算时间:
2014-05-2821:
42:
26星期三
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
7.500(m)
墙顶宽:
1.200(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.300
背坡倾斜坡度:
1:
0.000
采用1个扩展墙址台阶:
墙趾台阶b1:
0.580(m)
墙趾台阶h1:
1.000(m)
墙趾台阶面坡坡度为:
1:
0.000
墙踵台阶b3:
0.580(m)
墙踵台阶h3:
1.000(m)
墙底倾斜坡率:
0.000:
1
物理参数:
圬工砌体容重:
23.500(kN/m3)(铁路路基支挡技术规范砼取23,公路路基上取的24,这里取23.5应该可以)
圬工之间摩擦系数:
0.450
地基土摩擦系数:
0.450
墙身砌体容许压应力:
5400.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
850.000(kPa)
墙身砌体容许拉应力:
430.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
430.000(kPa)
挡土墙类型:
浸水地区挡土墙
墙后填土内摩擦角:
35.000(度)
墙后填土粘聚力:
0.000(kPa)
墙后填土容重:
20.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角:
17.500(度)
地基土容重:
25.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值:
500.000(kPa)
地基承载力特征值提高系数:
墙趾值提高系数:
1.200
墙踵值提高系数:
1.300
平均值提高系数:
1.000
墙底摩擦系数:
0.450
地基土类型:
岩石地基
地基土内摩擦角:
30.000(度)
墙后填土浮容重:
10.000(kN/m3)
地基浮力系数:
1.000
土压力计算方法:
库仑
坡线土柱:
坡面线段数:
2
折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数
11.1000.0000
24.7000.7200
坡面起始距离:
0.000(m)
地面横坡角度:
0.000(度)
填土对横坡面的摩擦角:
30.000(度)
墙顶标高:
0.000(m)
挡墙内侧常年水位标高:
-2.000(m)
挡墙外侧常年水位标高:
-2.500(m)
=====================================================================
第1种情况:
一般情况
[土压力计算]计算高度为7.500(m)处的库仑主动土压力
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
32.562(度)
Ea=109.467(kN)Ex=104.400(kN)Ey=32.917(kN)作用点高度Zy=2.679(m)
墙身截面积=18.447(m2)重量=433.516(kN)
地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)
墙面坡侧:
125.00-47.20-1.89-5.83
墙背坡侧:
-151.25-26.101.49-5.67
墙底面:
-0.00226.27-0.34-7.50
墙顶面:
0.000.000.000.00
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.450
滑移力=130.650(kN)抗滑力=141.056(kN)
滑移验算满足:
Kc=1.080>1.050()(砼重度取23,安全系数时不到1.05)
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=2.473(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=3.730(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=2.679(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=1052.333(kN-m)抗倾覆力矩=1538.273(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=1.462>1.450
(三)地基应力及偏心距验算
基础类型为天然地基,验算墙底偏心距及压应力
作用于基础底的总竖向力=313.458(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=485.941(kN-m)
基础底面宽度B=4.310(m)偏心距e=0.605(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.550(m)
基底压应力:
趾部=133.956踵部=11.500(kPa)
最大应力与最小应力之比=133.956/11.500=11.648
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.605<=0.250*4.310=1.077(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=133.956<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=11.500<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=72.728<=500.000(kPa)
(四)基础强度验算
基础为天然地基,不作强度验算
(五)墙底截面强度验算
地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)
墙面坡侧:
125.00-47.20-1.89-5.83
墙背坡侧:
-151.25-26.101.49-5.67
验算截面以上,墙身截面积=18.447(m2)重量=433.516(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=2.473(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=3.730(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=2.679(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=539.733(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=981.303(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.818(m)
截面宽度B=4.310(m)偏心距e1=0.337(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.337<=0.300*4.310=1.293(m)
截面上压应力:
面坡=183.956背坡=66.500(kPa)
压应力验算满足:
计算值=183.956<=5400.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-26.039<=850.000(kPa)
(六)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为6.500(m)处的库仑主动土压力
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
32.436(度)
Ea=84.649(kN)Ex=80.732(kN)Ey=25.455(kN)作用点高度Zy=2.321(m)
[强度验算]
地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)
墙面坡侧:
80.00-24.00-1.55-5.17
墙背坡侧:
-101.25-0.001.20-5.00
验算截面以上,墙身截面积=14.138(m2)重量=332.231(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.990(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=3.150(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=2.321(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=381.687(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=518.228(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.358(m)
截面宽度B=3.150(m)偏心距e1=0.217(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.217<=0.300*3.150=0.945(m)
截面上压应力:
面坡=171.316背坡=71.025(kPa)
压应力验算满足:
计算值=171.316<=5400.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-22.152<=850.000(kPa)
=================================================
各组合最不利结果
=================================================
(一)滑移验算
安全系数最不利为:
组合1(一般情况)
抗滑力=141.056(kN),滑移力=130.650(kN)。
滑移验算满足:
Kc=1.080>1.050
(二)倾覆验算
安全系数最不利为:
组合1(一般情况)
抗倾覆力矩=1538.273(kN-M),倾覆力矩=1052.333(kN-m)。
倾覆验算满足:
K0=1.462>1.450
(三)地基验算
作用于基底的合力偏心距验算最不利为:
组合1(一般情况)
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.605<=0.250*4.310=1.077(m)
墙趾处地基承载力验算最不利为:
组合1(一般情况)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=133.956<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算最不利为:
组合1(一般情况)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=11.500<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算最不利为:
组合1(一般情况)
地基平均承载力验算满足:
压应力=72.728<=500.000(kPa)
(四)基础验算
不做强度计算。
(五)墙底截面强度验算
[容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为:
组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.337<=0.300*4.310=1.293(m)
压应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
压应力验算满足:
计算值=183.956<=5400.000(kPa)
拉应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
拉应力验算满足:
计算值=0.000<=430.000(kPa)
剪应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
剪应力验算满足:
计算值=-26.039<=850.000(kPa)
(六)台顶截面强度验算
[容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为:
组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.217<=0.300*3.150=0.945(m)
压应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
压应力验算满足:
计算值=171.316<=5400.000(kPa)
拉应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
拉应力验算满足:
计算值=0.000<=430.000(kPa)
剪应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
剪应力验算满足:
计算值=-22.152<=850.000(kPa)
重力式挡土墙验算[执行标准:
水利]
计算项目:
9-9剖面下阶挡墙水位降落(施工图9-9剖面)
计算时间:
2014-05-2821:
38:
17星期三
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
5.500(m)
墙顶宽:
0.500(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.300
背坡倾斜坡度:
1:
0.300
设防滑凸榫:
防滑凸榫尺寸BT1:
1.000(m)
防滑凸榫尺寸BT:
0.800(m)
防滑凸榫尺寸HT:
0.400(m)
防滑凸榫被动土压力修正系数:
1.000
防滑凸榫容许弯曲拉应力:
0.430(MPa)
防滑凸榫容许剪应力:
0.850(MPa)
物理参数:
圬工砌体容重:
23.500(kN/m3)(同上一计算)
圬工之间摩擦系数:
0.450
地基土摩擦系数:
0.450
墙身砌体容许压应力:
5400.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
850.000(kPa)
墙身砌体容许拉应力:
430.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
430.000(kPa)
挡土墙类型:
浸水地区挡土墙
墙后填土内摩擦角:
35.000(度)
墙后填土粘聚力:
0.000(kPa)
墙后填土容重:
20.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角:
17.500(度)
地基土容重:
25.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值:
500.000(kPa)
地基承载力特征值提高系数:
墙趾值提高系数:
1.200
墙踵值提高系数:
1.300
平均值提高系数:
1.000
墙底摩擦系数:
0.450
地基土类型:
岩石地基
地基土内摩擦角:
30.000(度)
墙后填土浮容重:
10.000(kN/m3)
地基浮力系数:
1.000
土压力计算方法:
库仑
坡线土柱:
坡面线段数:
1
折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数
121.8000.0002
第1个:
距离1.800(m),宽度20.000(m),高度7.000(m)
第2个:
距离4.000(m),宽度20.000(m),高度2.000(m)
坡面起始距离:
0.000(m)
地面横坡角度:
0.000(度)
填土对横坡面的摩擦角:
30.000(度)
墙顶标高:
0.000(m)
挡墙内侧常年水位标高:
-2.000(m)
挡墙外侧常年水位标高:
-2.500(m)
=====================================================================
第1种情况:
一般情况
[土压力计算]计算高度为5.500(m)处的库仑主动土压力
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
33.372(度)
Ea=290.162(kN)Ex=239.990(kN)Ey=163.092(kN)作用点高度Zy=1.793(m)
因为俯斜墙背,需判断第二破裂面是否存在,计算后发现第二破裂面不存在
墙身截面积=12.145(m2)重量=285.408(kN)
地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)
墙面坡侧:
45.00-13.50-1.35-4.50
墙背坡侧:
-61.25-18.381.80-4.33
墙底面:
-0.00123.500.30-5.50
墙顶面:
0.000.000.000.00
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.450
采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基础底面宽度B=3.800(m)
墙身重力的力臂Zw=1.887(m)
Ey的力臂Zx=3.262(m)
Ex的力臂Zy=1.793(m)
作用于基础底的总竖向力=356.875(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=440.617(kN-m)
基础底面合力作用点距离墙趾点的距离Zn=1.235(m)
基础底压应力:
墙趾=192.699凸榫前沿=140.674墙踵=0.000(kPa)
凸榫前沿被动土压应力=500.060(kPa)
凸榫抗弯强度验算:
凸榫抗弯强度验算满足:
弯曲拉应力=375.045<=430.000(kPa)
凸榫抗剪强度验算:
凸榫抗剪强度验算满足:
剪应力=250.030<=850.000(kPa)
滑移力=256.240(kN)抗滑力=285.609(kN)
滑移验算满足:
Kc=1.115>1.050
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.887(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=3.262(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=1.793(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=742.376(kN-m)抗倾覆力矩=1182.993(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=1.594>1.450
(三)地基应力及偏心距验算
基础类型为天然地基,验算墙底偏心距及压应力
作用于基础底的总竖向力=356.875(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=440.617(kN-m)
基础底面宽度B=3.800(m)偏心距e=0.665(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.235(m)
基底压应力:
趾部=192.699踵部=0.000(kPa)
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.665<=0.250*3.800=0.950(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=192.699<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=0.000<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=93.915<=500.000(kPa)
(四)基础强度验算
基础为天然地基,不作强度验算
(五)墙底截面强度验算
地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)
X分力(kN)Y分力(kN)Xc(m)Yc(m)
墙面坡侧:
45.00-13.50-1.35-4.50
墙背坡侧:
-61.25-18.381.80-4.33
验算截面以上,墙身截面积=11.825(m2)重量=277.888(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.900(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=3.262(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.793(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=472.855(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=670.756(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.419(m)
截面宽度B=3.800(m)偏心距e1=0.481(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.481<=0.300*3.800=1.140(m)
截面上压应力:
面坡=219.035背坡=29.836(kPa)
压应力验算满足:
计算值=219.035<=5400.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=11.435<=850.000(kPa)
=================================================
各组合最不利结果
=================================================
(一)滑移验算
安全系数最不利为:
组合1(一般情况)
抗滑力=285.609(kN),滑移力=256.240(kN)。
滑移验算满足:
Kc=1.115>1.050
(二)倾覆验算
安全系数最不利为:
组合1(一般情况)
抗倾覆力矩=1182.993(kN-M),倾覆力矩=742.376(kN-m)。
倾覆验算满足:
K0=1.594>1.450
(三)地基验算
作用于基底的合力偏心距验算最不利为:
组合1(一般情况)
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.665<=0.250*3.800=0.950(m)
墙趾处地基承载力验算最不利为:
组合1(一般情况)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=192.699<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算最不利为:
组合1(一般情况)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=0.000<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算最不利为:
组合1(一般情况)
地基平均承载力验算满足:
压应力=93.915<=500.000(kPa)
(四)基础验算
不做强度计算。
(五)墙底截面强度验算
[容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为:
组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.481<=0.300*3.800=1.140(m)
压应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
压应力验算满足:
计算值=219.035<=5400.000(kPa)
拉应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
拉应力验算满足:
计算值=0.000<=430.000(kPa)
剪应力验算最不利为:
组合1(一般情况)
剪应力验算满足:
计算值=11.435<=850.000(kPa)
重力式挡土墙验算[执行标准:
公路]
计算项目:
08-08剖面上阶挡墙
计算时间:
2014-05-2821:
53:
59星期三
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
7.000(m)
墙顶宽:
1.500(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.000
背坡倾斜坡度:
1:
0.400
墙底倾斜坡率:
0.100:
1
物理参数:
圬工砌体容重:
23.000(kN/m3)(M10浆砌块石的参数)
圬工之间摩擦系数:
0.350
地基土摩擦系数:
0.450
墙身砌体容许压应力:
2100.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
160.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
110.000(kPa)
材料抗压极限强度:
5.300(MPa)
材料抗力分项系数:
1.920
系数醩:
0.0020
挡土墙类型:
一般挡土墙
墙后填土内摩擦角:
35.000(度)
墙后填土粘聚力:
0.000(kPa)
墙后填土容重:
20.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角:
17.500(度)
地基土容重:
22.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值:
350.000(kPa)
地基承载力特征值提高系数:
墙趾值提高系数:
1.200
墙踵值提高系数:
1.300
平均值提高系数:
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- 重力 挡土墙 验算