悬臂式挡土墙验算分析.docx

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悬臂式挡土墙验算分析

悬臂式挡土墙验算[执行标准：

公路]

计算项目：

悬臂式挡土墙8

计算时间：

2015-10-0911:

20:

24星期五

------------------------------------------------------------------------

原始条件:

墙身尺寸:

墙身高:

7.000（m）

墙顶宽:

0.250（m）

面坡倾斜坡度:

1:

0.000

背坡倾斜坡度:

1:

0.200

墙趾悬挑长DL:

2.000（m）

墙趾跟部高DH:

0.600（m）

墙趾端部高DH0:

0.600（m）

墙踵悬挑长DL1:

2.000（m）

墙踵跟部高DH1:

0.600（m）

墙踵端部高DH2:

0.600（m）

加腋类型:

两边加腋

面坡腋宽YB1:

0.500（m）

面坡腋高YH1:

0.300（m）

背坡腋宽YB2:

0.500（m）

背坡腋高YH2:

0.500（m）

设防滑凸榫

防滑凸榫尺寸BT1:

1:

0.100（m）

防滑凸榫尺寸BT:

1.500（m）

防滑凸榫尺寸HT:

0.600（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:

0.500（MPa）

防滑凸榫容许剪应力:

0.990（MPa）

钢筋合力点到外皮距离:

50（mm）

墙趾埋深:

3.000（m）

物理参数:

混凝土墙体容重:

25.000（kN/m3）

混凝土强度等级:

C30

纵筋级别:

HRB400

抗剪腹筋等级:

HRB400

裂缝计算钢筋直径:

18（mm）

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:

19.000（kN/m3）

墙背与墙后填土摩擦角:

17.500（度）

地基土容重:

18.000（kN/m3）

修正后地基土容许承载力:

232.000（kPa）

地基土容许承载力提高系数:

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:

0.300

地基土类型:

土质地基

地基土内摩擦角:

20.000（度）

墙后填土浮容重:

9.000（kN/m3）

地基浮力系数:

0.700

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

110.0000.0001

第1个:

定位距离0.000（m）挂车-80级（验算荷载）

作用于墙上的附加外荷载数:

1（作用点坐标相对于墙左上角点）

荷载号XYP作用角

（m）（m）（kN）（度）

1-0.500-5.167100.000270.000

地面横坡角度:

0.000（度）

墙顶标高:

0.000（m）

挡墙内侧常年水位标高:

-0.500（m）

挡墙外侧常年水位标高:

-4.500（m）

浮力矩是否作为倾覆力矩加项:

是

挡墙分段长度:

15.000（m）

钢筋混凝土配筋计算依据:

《混凝土结构设计规范》（GB50010--2002）

=====================================================================

第1种情况:

一般情况

=============================================

组合系数:

1.000

1.挡土墙结构重力分项系数=1.000√

2.填土重力分项系数=1.000√

3.填土侧压力分项系数=1.000√

4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√

5.计算水位的浮力分项系数=1.000√

6.计算水位的静水压力分项系数=1.000√

7.附加力分项系数=1.000√

=============================================

[土压力计算]计算高度为7.000（m）处的库仑主动土压力

无荷载时的破裂角=25.900（度）

挂车-80级（验算荷载）

路基面总宽=10.000（m）,路肩宽=0.000（m）安全距离=1.000（m）

单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.400（m）,车与车之间距离=0.600（m）

经计算得，路面上横向可排列此种车辆3列

布置宽度=7.079（m）

布置宽度范围内车轮及轮重列表:

第1列车:

中点距全部破裂体

轮号路边距离（m）轮宽（m）轮压（kN）上轮压（kN）

011.0000.50050.00050.000

021.9000.50050.00050.000

032.8000.50050.00050.000

043.7000.50050.00050.000

051.0000.50050.00050.000

061.9000.50050.00050.000

072.8000.50050.00050.000

083.7000.50050.00050.000

091.0000.50050.00050.000

101.9000.50050.00050.000

112.8000.50050.00050.000

123.7000.50050.00050.000

131.0000.50050.00050.000

141.9000.50050.00050.000

152.8000.50050.00050.000

163.7000.50050.00050.000

第2列车:

中点距全部破裂体

轮号路边距离（m）轮宽（m）轮压（kN）上轮压（kN）

015.1000.50050.00050.000

026.0000.50050.00050.000

036.9000.50050.00042.902

047.8000.50050.0000.000

055.1000.50050.00050.000

066.0000.50050.00050.000

076.9000.50050.00042.902

087.8000.50050.0000.000

095.1000.50050.00050.000

106.0000.50050.00050.000

116.9000.50050.00042.902

127.8000.50050.0000.000

135.1000.50050.00050.000

146.0000.50050.00050.000

156.9000.50050.00042.902

167.8000.50050.0000.000

布置宽度B0=7.079（m）分布长度L0=10.641（m）荷载值SG=1371.607（kN）

换算土柱高度h0=0.958（m）

按假想墙背计算得到:

第1破裂角：

27.510（度）

Ea=225.762Ex=103.435Ey=200.673（kN）作用点高度Zy=2.815（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存在：

第2破裂角=27.490（度）第1破裂角=27.500（度）

Ea=223.941Ex=103.438Ey=198.620（kN）作用点高度Zy=2.815（m）

墙身截面积=10.629（m2）重量=265.725kN

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:

31.25-46.75-1.27-6.17

墙背坡侧:

-211.25-175.412.42-4.83

墙底面:

-0.00202.541.19-7.00

整个墙踵上的土重=60.898（kN）重心坐标（1.781,-4.161）（相对于墙面坡上角点）

整个墙踵上墙背与第二破裂面之间换算土柱重=0.684（kN）重心坐标（0.269,0.000）（相对于墙面坡上角点）

墙踵悬挑板上的土重=24.635（kN）重心坐标（2.493,-5.319）（相对于墙面坡上角点）

墙趾板上的土重=106.650（kN）相对于趾点力臂=1.236（m））

（一）滑动稳定性验算

基底摩擦系数=0.300

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=6.430（m）

墙身重力的力臂Zw=2.914（m）

Ey的力臂Zx=4.965（m）

Ex的力臂Zy=2.815（m）

作用于基础底的总竖向力=752.071（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1804.617（kN-m）

基础底面合力作用点距离墙趾点的距离Zn=2.400（m）

基础底压应力:

墙趾=205.964凸榫前沿=203.196墙踵=27.962（kPa）

凸榫前沿被动土压力=417.263（kPa）

凸榫抗弯强度验算:

凸榫抗弯强度验算满足:

弯曲拉应力=200.286<=500.000（kPa）

凸榫抗剪强度验算:

凸榫抗剪强度验算满足:

剪应力=166.905<=990.000（kPa）

凸榫设计宽度为:

0.949（m）

滑移力=283.438（kN）抗滑力=469.841（kN）

滑移验算满足:

Kc=1.658>1.300

滑动稳定方程验算：

滑动稳定方程满足:

方程值=33.102（kN）>0.0

（二）倾覆稳定性验算

相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=2.914（m）

相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂Zw1=4.267（m）

相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂Zw2=1.236（m）

相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=4.965（m）

相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=2.815（m）

验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性

倾覆力矩=549.857（kN-m）抗倾覆力矩=2354.474（kN-m）

倾覆验算满足:

K0=4.282>1.500

倾覆稳定方程验算：

倾覆稳定方程满足:

方程值=1570.958（kN-m）>0.0

（三）地基应力及偏心距验算

基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力

作用于基础底的总竖向力=752.071（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1804.617（kN-m）

基础底面宽度B=6.430（m）偏心距e=0.815（m）

基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=2.400（m）

基底压应力:

趾部=205.964踵部=27.962（kPa）

最大应力与最小应力之比=205.964/27.962=7.366

作用于基底的合力偏心距验算满足:

e