二级公路毕业设计挡土墙验算.docx
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二级公路毕业设计挡土墙验算
重力式挡土墙验算[执行标准:
公路]
计算项目:
重力式挡土墙2
计算时间:
2013-05-1916:
52:
12星期日
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
5.000(m)
墙顶宽:
0.800(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.050
背坡倾斜坡度:
1:
0.350
采用1个扩展墙址台阶:
墙趾台阶b1:
0.340(m)
墙趾台阶h1:
0.550(m)
墙趾台阶与墙面坡坡度相同
墙底倾斜坡率:
0.100:
1
物理参数:
圬工砌体容重:
23.000(kN/m3)
圬工之间摩擦系数:
0.400
地基土摩擦系数:
0.500
墙身砌体容许压应力:
2100.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
280.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
110.000(kPa)
材料抗压极限强度:
1.600(MPa)
材料抗力分项系数:
2.310
系数醩:
0.0020
挡土墙类型:
一般挡土墙
墙后填土内摩擦角:
44.675(度)
墙后填土粘聚力:
0.000(kPa)
墙后填土容重:
19.800(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角:
17.500(度)
地基土容重:
19.800(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:
0.500
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
19.800(度)
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
13.0002.0000
26.0000.0000
坡面起始距离:
0.000(m)
地面横坡角度:
20.000(度)
填土对横坡面的摩擦角:
35.000(度)
墙顶标高:
0.000(m)
挡墙分段长度:
10.000(m)
=====================================================================
第1种情况:
组合1
=============================================
组合系数:
1.000
1.挡土墙结构重力分项系数=1.000√
2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000√
3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√
4.填土侧压力分项系数=1.000√
5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√
=============================================
[土压力计算]计算高度为5.325(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=20.454(度)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
20.454(度)
Ea=133.602(kN)Ex=106.993(kN)Ey=80.012(kN)作用点高度Zy=1.850(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=9.698(m2)重量=223.051(kN)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.500
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基底倾斜角度=5.711(度)
Wn=221.944(kN)En=90.261(kN)Wt=22.194(kN)Et=98.501(kN)
滑移力=76.307(kN)抗滑力=156.103(kN)
滑移验算满足:
Kc=2.046>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=93.577(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=106.993(kN)抗滑力=156.772(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.465>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.447(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.606(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=1.525(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=163.118(kN-m)抗倾覆力矩=531.307(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.257>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=303.637(kN-m)>0.0
(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
取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力=312.205(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=368.189(kN-m)
基础底面宽度B=3.270(m)偏心距e=0.456(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.179(m)
基底压应力:
趾部=175.305踵部=15.639(kPa)
最大应力与最小应力之比=175.305/15.639=11.209
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.456<=0.167*3.270=0.545(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=175.305<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=15.639<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=95.472<=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
验算截面以上,墙身截面积=9.187(m2)重量=211.301(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.409(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.606(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.525(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=291.313(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=343.147(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.178(m)
截面宽度B=3.140(m)偏心距e1=0.392(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.392<=0.250*3.140=0.785(m)
截面上压应力:
面坡=162.280背坡=23.270(kPa)
压应力验算满足:
计算值=162.280<=2100.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-3.036<=110.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数?
0=1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=291.313(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.842
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.140(m2)
材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.999
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=291.313<=1832.094(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=291.313<=1829.405(kN)
(六)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为4.450(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=21.546(度)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
21.546(度)
Ea=96.636(kN)Ex=77.389(kN)Ey=57.874(kN)作用点高度Zy=1.530(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
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=7.520(m2)重量=172.971(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.015(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.045(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.530(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=230.845(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=175.494(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.760(m)
截面宽度B=2.580(m)偏心距e1=0.530(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.530<=0.250*2.580=0.645(m)
截面上压应力:
面坡=199.711背坡=-20.761(kPa)
压应力验算满足:
计算值=199.711<=2100.000(kPa)
拉应力验算满足:
计算值=20.761<=280.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-5.794<=110.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数?
0=1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=230.845(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.663
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.580(m2)
材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.995
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=230.845<=1185.658(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=230.845<=1179.530(kN)
=====================================================================
第2种情况:
组合2
=============================================
组合系数:
1.000
1.挡土墙结构重力分项系数=1.000√
2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000√
3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√
4.填土侧压力分项系数=1.000√
5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√
=============================================
[土压力计算]计算高度为5.325(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=20.454(度)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
20.454(度)
Ea=133.602(kN)Ex=106.993(kN)Ey=80.012(kN)作用点高度Zy=1.850(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=9.698(m2)重量=223.051(kN)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.500
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基底倾斜角度=5.711(度)
Wn=221.944(kN)En=90.261(kN)Wt=22.194(kN)Et=98.501(kN)
滑移力=76.307(kN)抗滑力=156.103(kN)
滑移验算满足:
Kc=2.046>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=93.577(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=106.993(kN)抗滑力=156.772(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.465>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.447(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.606(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=1.525(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=163.118(kN-m)抗倾覆力矩=531.307(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.257>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=303.637(kN-m)>0.0
(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
取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力=312.205(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=368.189(kN-m)
基础底面宽度B=3.270(m)偏心距e=0.456(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.179(m)
基底压应力:
趾部=175.305踵部=15.639(kPa)
最大应力与最小应力之比=175.305/15.639=11.209
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.456<=0.167*3.270=0.545(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=175.305<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=15.639<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=95.472<=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
验算截面以上,墙身截面积=9.187(m2)重量=211.301(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.409(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.606(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.525(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=291.313(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=343.147(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.178(m)
截面宽度B=3.140(m)偏心距e1=0.392(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.392<=0.250*3.140=0.785(m)
截面上压应力:
面坡=162.280背坡=23.270(kPa)
压应力验算满足:
计算值=162.280<=2100.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-3.036<=110.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数?
0=1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=291.313(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.842
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.140(m2)
材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.999
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=291.313<=1832.094(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=291.313<=1829.405(kN)
(六)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为4.450(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=21.546(度)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
21.546(度)
Ea=96.636(kN)Ex=77.389(kN)Ey=57.874(kN)作用点高度Zy=1.530(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
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=7.520(m2)重量=172.971(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.015(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.045(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.530(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=230.845(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=175.494(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=0.760(m)
截面宽度B=2.580(m)偏心距e1=0.530(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.530<=0.250*2.580=0.645(m)
截面上压应力:
面坡=199.711背坡=-20.761(kPa)
压应力验算满足:
计算值=199.711<=2100.000(kPa)
拉应力验算满足:
计算值=20.761<=280.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-5.794<=110.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数?
0=1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=230.845(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.663
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.580(m2)
材料抗压极限强度Ra=1600.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.995
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=230.845<=1185.658(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=230.845<=1179.530(kN)
=====================================================================
第3种情况:
组合3
=============================================
组合系数:
1.000
1.挡土墙结构重力分项系数=1.000√
2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000√
3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√
4.填土侧压力分项系数=1.000√
5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√
=============================================
[土压力计算]计算高度为5.325(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=20.454(度)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
20.454(度)
Ea=133.602(kN)Ex=106.993(kN)Ey=80.012(kN)作用点高度Zy=1.850(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=9.698(m2)重量=223.051(kN)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.500
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基底倾斜角度=5.711(度)
Wn=221.944(kN)En=90.261(kN)Wt=22.194(kN)Et=98.501(kN)
滑移力=76.307(kN)抗滑力=156.103(kN)
滑移验算满足:
Kc=2.046>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=93.577(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=106.993(kN)抗滑力=156.772(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.465>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=1.447(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=2.606(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=1.525(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=163.118(kN-m)抗倾覆力矩=531.307(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.257>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=303.637(kN-m)>0.0
(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
取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力=312.205(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=368.189(kN-m)
基础底面宽度B=3.270(m)偏心距e=0.456(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.179(m)
基底压应力:
趾部=175.305踵部=15.639(kPa)
最大应力与最小应力之比=175.305/15.639=11.209
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.456<=0.167*3.270=0.545(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=175.305<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=15.639<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=95.472<=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
验算截面以上,墙身截面积=9.187(m2)重量=211.301(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.409(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.606(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=1.525(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=291.313(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=343.147(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.178(m)
截面宽度B=3.140(m)偏心距e1=0.392(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.392<=0.250*3.140=0.785(m)
截面上压应力:
面坡=162.280背坡=23.270(kPa)
压应力验算满足
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