重力式挡土墙设计示例(文书荟萃)

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重力式挡土墙设计实例2

重力式挡土墙设计实例2

(一)重力式挡土墙设计实例1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下:(1)墙身构造:墙高5m ,墙背仰斜坡度:1:0.25(=14°02′),墙身分段长度20m ,其余初始拟采用尺寸如图3-40示;(2)土质情况:墙背填土容重γ=18kN/m 3,摩擦角φ=35°;填土与墙背间的摩擦角δ=17.5°;地基为岩石地基容许承载力[σ]=500kPa ,基地摩擦系数f=0.5;(3)墙身材料:砌体容重γ=20kN/m 3, 砌体容许压应力[σ]=500kPa ,容许剪应力[τ]=80kPa 。

图3-40 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定:(1)破裂角(θ)的计算假设破裂面交于荷载围,则有:14021730353828ψαδφ'''++-++o o o o ===90ω<o 因为00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+01(2)tan 2H H h α=-+00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+根据路堤挡土墙破裂面交于荷载部时破裂角的计算公式:tg tg θψ=-tg ψ=-+3828tg '=-o0.7945=-+0.7291=36544θ'''=o(2)验算破裂面是否交于荷载围:破裂契体长度:()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-=车辆荷载分布宽度:()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb N m d m =+-+=⨯++=所以0L L <,即破裂面交于荷载围,符合假设。

3、荷载当量土柱高度计算:墙高5米,按墙高确定附加荷载强度进行计算。

按照线性插法,计算附加荷载强度:q =16.25kN/m 2,016.250.918q h m γ=== 4、土压力计算()()()()01120 5.020 5.01722A a H a H +++=++⨯+=0=h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25222B ab b d H H a α'++-++⨯++⨯-=o 00=h h =0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载部土压力计算公式:()()()()()()a 003654435tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B KN θφγθθψ'''++=-=⨯⨯-=+'''''+o o o o cos cos ()()X a 49.25142173049.14E E KN αδ''=+=-+=o o cos cos()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E KN αδ''=+=-+=o o5、土压力作用点位置计算:5 1.36H =⨯=10K =1+2h 1+20.9X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+⨯=-查数学手册X1Z -土压力作用点到墙踵的垂直距离;6、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜,土压力对墙趾力臂:X X11 1.590.19 1.4Z Z h m =-=-=y 1X 0.98 1.40.25 1.33Z b Z tg m α=-=+⨯=7、稳定性验算(1)墙体重量及其作用点位置计算:挡墙按单位长度计算,为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分,上部分为四边形,下部分为三角形:1110.98 4.48 4.71V b H m =⨯=⨯=11 4.712094.28G V KN γ=⨯=⨯=()G1111 1.09Z H tg b m α=+=/2 -查数学手册21110.50.980.190.093V b h m =⨯⨯=⨯⨯=/2221 1.86G V KN γ=⨯=G20.6510.6510.980.64Z b m =⨯=⨯= -查数学手册(2)抗滑稳定性验算:00.21111836α'''o 倾斜基地:(=),验算公式:()()Q1y x 0Q2P 0Q1y 0Q1x Q2P 1.1tan tan 1.1tan 0G E E E G E E E γαγαμγαγγ⎡⎤++-++-+>⎣⎦()()1.196.14 1.4 2.9749.140.19800.5 1.196.14 1.4 2.970.198 1.449.140⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+⨯⨯-⨯+⎡⎤⎣⎦ ()()105.75 1.42.979.730.5105.75 4.160.19868.80=++⨯++⨯-⎡⎤⎣⎦10.280=>所以抗滑稳定性满足。

重力式挡土墙设计范例

重力式挡土墙设计范例

重力式挡土墙设计范例重力式挡土墙设计范例1. 引言重力式挡土墙是一种常见的土木工程结构,常用于土地开发和交通基础设施建设中。

本将详细介绍重力式挡土墙的设计原理、施工步骤和施工注意事项。

2. 设计原理2.1 挡土墙的作用重力式挡土墙是通过重力作用来抵抗土壤的侧推力,保持土地的稳定。

挡土墙通过其自身的重量来产生对土体的压力,从而抵消土壤的剪切力。

2.2 土体力学参数在进行重力式挡土墙设计之前,需要确定土体的力学参数,如土壤的重度、摩擦角、内摩擦角等。

这些参数对挡土墙的设计和稳定性分析至关重要。

2.3 挡土墙的形式重力式挡土墙可以采用不同的形式,如重力墙、重力墙+钢筋混凝土面板、重力墙+土钉墙等。

选择合适的形式要考虑土体的特性、设计要求和经济性。

3. 设计步骤3.1 确定土体参数通过土体试验和现场勘察,确定土体的重度、摩擦角、内摩擦角等力学参数。

这些参数将用于挡土墙的稳定性分析。

3.2 计算挡土墙的稳定性根据土体参数和设计要求,进行挡土墙的稳定性分析。

主要包括计算侧推力、地震力、抗滑稳定性和抗倾覆稳定性等。

3.3 选择适当的挡土墙形式和材料根据设计要求和经济性,选择适当的挡土墙形式和材料。

考虑到挡土墙的稳定性、耐久性和施工难度等因素。

3.4 进行结构设计和荷载计算根据挡土墙的形式和材料,进行挡土墙的结构设计和荷载计算。

确保挡土墙能够承受设计荷载并保持稳定。

3.5 进行施工准备工作在施工挡土墙之前,需要进行施工准备工作。

包括地面平整、挖掘基坑、打地基等。

确保基坑和基础能够满足设计要求。

3.6 进行挡土墙的施工根据设计要求和施工图纸,进行挡土墙的施工。

主要包括搭建模板、浇筑混凝土、安装钢筋、固化混凝土等工作。

3.7 进行监测和验收在挡土墙施工完成后,需要进行监测和验收工作。

主要包括挡土墙的变形监测、荷载测试和质量验收等。

4. 施工注意事项4.1 施工材料的选择在进行重力式挡土墙的施工时,需要选择适当的材料。

重力式挡土墙计算实例

重力式挡土墙计算实例

重⼒式挡⼟墙计算实例重⼒式挡⼟墙计算实例⼀、计算资料某⼆级公路,路基宽8.5m ,拟设计⼀段路堤挡⼟墙,进⾏稳定性验算。

1.墙⾝构造:拟采⽤混凝⼟重⼒式路堤墙,见下图。

填⼟⾼a=2m ,填⼟边坡1:1.5('?=4133β),墙⾝分段长度10m 。

2.车辆荷载:⼆级荷载3.填料:砂⼟,容重3/18m KN =γ,计算内摩擦⾓?=35?,填料与墙背的摩擦⾓2?δ=。

4.地基情况:中密砾⽯⼟,地基承载⼒抗⼒a KP f 500=,基底摩擦系数5.0=µ。

5.墙⾝材料:10#砌浆⽚⽯,砌体容重3/22m KN a =γ,容许压应⼒[a σ]a KP 1250=,容许剪应⼒[τ]a KP 175=⼆、挡⼟墙尺⼨设计初拟墙⾼H=6m ,墙背俯斜,倾⾓'?=2618α(1:0.33),墙顶宽b 1=0.94m ,墙底宽B=2.92m 。

三、计算与验算1.车辆荷载换算当m 2≤H 时,a KP q 0.20=;当m H 10≥时,a KP q 10=由直线内插法得:H=6m 时,()a KP q 1510102021026=+---= 换算均布⼟层厚度:m r q h 83.018150=== 2.主动⼟压⼒计算(假设破裂⾯交于荷载中部)(1)破裂⾓θ由'?==?='?=30172352618?δ?α,,得: '?='?+'?+?=++=56703017261835δα?ω149.028.77318.2381.1183.022*********.024665.0383.025.1222222000-=-=?+++'??++-+?+??=+++++-++=))(()()())(()()(tg h a H a H tg h a H H d b h ab A α 55.0443.3893.2149.0893.2893.2428.1893.2149.056705670355670=+-=-++-=-'?'?+?+'?-=+++-=))(())(())((tg tg ctg tg A tg tg ctg tg tg ωω?ωθ'?=?=492881.28θ验核破裂⾯位置:路堤破裂⾯距路基内侧⽔平距离:m b H t gtg a H 4.3333.0655.0)26()(=-?+?+=-++αθ荷载外边缘距路基内侧⽔平距离: 5.5+0.5=6m因为:0.5〈3.4〈6,所以破裂⾯交于荷载内,假设成⽴(2)主动⼟压⼒系数K 和1K152.2261855.055.0231='+-=+-=tg tg tg atg b h αθθ566.0261855.05.02='?+=+=tg tg tg d h αθ 282.3566.0152.26213=--=--=h h H h395.0261855.0()56704928sin()354928cos(()sin()cos(=?+'?+'??+'?=+++=))tg tg tg K αθωθφθ698.1151.0547.016282.383.02)12152.21(6412)21(21223011=++=??+-+=+-+=H h h H h H a K (3)求主动⼟压⼒a E 及⼟压⼒的作⽤点KN KK a 31.217698.1395.06182121212==H =E γ KN E a x 96.175)30172618cos(31.217)cos(='?+'??=+E =δαKN E a y 53.127)30172618sin(31.217)sin(='?+'??=+E =δαmK H H h h h h H a H Z x 13.2129.02698.163)62282.33(282.383.0)152.26(2363)23()(3221233021=+=-??+-+=-+-+= m tg tg Z B Z x y 22.2261813.292.2='??-=-=α因基底倾斜,⼟压⼒对墙趾的⼒臂x Z 改为:m B Zx x Z 55.12.092.213.2tan 0=?-=?-='α3.稳定性验算⼀般情况下,挡⼟墙的抗倾覆稳定性较容易满⾜,墙⾝断⾯尺⼨主要由抗滑稳定性和基底承载⼒来控制,故选择基底倾斜1:5('?=18110α)(1)计算墙⾝重G 及⼒臂ωZ (取墙长1m 计)KNtg Btg B H B b A G a a 2362285.058.1122]181192.292.221)92.294.0(3[1]21)(21[01=?-=?'-+?=???-+==)(γαγ由⼒矩平衡原理:a G B Ab B b A b A G γ??--+?+?=Z ?]3)3(2[311211 (其中:H b A 11=,)(2112b B H A -=,1321Bh A =)则:22]392.2181192.292.221)394.092.294.0()94.092.2(621294.0694.0[236??'--+?-??+??=Z ?tg G m G 05.1=Z(2)抗滑稳定性验算xQ Q x y Q y E G E G E ≥+++E +1001t a n )1.1(]t a n (1.1[1γαγµαγ,(5.0,4.11==µγQ ) '+?+??+?+?=+++E +1811)53.1274.12361.1(5.0]2.096.17553.127(4.12361.1[tan )1.1()]tan (1.1[0011 tg E G E G y x y Q Q αγµαγ34.331=34.24696.1754.11=?=E X Q γanghuak331.34 〉246.34,故满⾜抗滑稳定性的⽅程。

重力式挡土墙设计实例

重力式挡土墙设计实例

(一)重力式挡土墙设计实例1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下:(1)墙身构造:墙高5m,墙背仰斜坡度:1:0.25(=14°02′),墙身分段长度20m,其余初始拟采用尺寸如图3-40示;(2)土质情况:墙背填土容重γ=18kN/m3,内摩擦角φ=35°;填土与墙背间的摩擦角δ=17.5°;地基为岩石地基容许承载力[σ]=500kPa,基地摩擦系数f=0.5;(3)墙身材料:砌体容重γ=20kN/m3,砌体容许压应力[σ]=500kPa,容许剪应力[τ]=80kPa。

图3-40 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定:(1)破裂角()的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式:(2)验算破裂面是否交于荷载范围内:破裂契体长度:车辆荷载分布宽度:所以,即破裂面交于荷载范围内,符合假设。

3、荷载当量土柱高度计算:墙高5米,按墙高确定附加荷载强度进行计算。

按照线性内插法,计算附加荷载强度:q=16.25kN/m2,4、土压力计算根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式:5、土压力作用点位置计算:-查数学手册-土压力作用点到墙踵的垂直距离;6、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜,土压力对墙趾力臂:7、稳定性验算(1)墙体重量及其作用点位置计算:挡墙按单位长度计算,为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分,上部分为四边形,下部分为三角形:-查数学手册-查数学手册(2)抗滑稳定性验算:,验算公式:所以抗滑稳定性满足。

(3)抗倾覆稳定性验算:所以倾覆稳定性不足,应采取改进措施以增强抗倾覆稳定性。

重新拟定b1=1.02m倾斜基地,土压力对墙址力臂:所以倾覆稳定性满足。

8、基地应力和合力偏心矩验算1)合力偏心矩计算上式中弯矩为作用与基底形心的弯矩,所以计算时先要计算对形心的力臂:根据前面计算过的对墙趾的力臂,可以计算对形心的力臂。

重力式挡土墙计算实例

重力式挡土墙计算实例

重力式挡土墙计算实例一、计算资料某二级公路,路基宽8.5m ,拟设计一段路堤挡土墙,进行稳定性验算。

1.墙身构造:拟采用混凝土重力式路堤墙,见下图。

填土高a=2m ,填土边坡1:1.5(4133),墙身分段长度10m 。

2.车辆荷载:二级荷载3.填料:砂土,容重3/18m KN ,计算内摩擦角35,填料与墙背的摩擦角2。

4.地基情况:中密砾石土,地基承载力抗力a KP f500,基底摩擦系数5.0。

5.墙身材料:10#砌浆片石,砌体容重3/22m KN a ,容许压应力[a ]a KP 1250,容许剪应力[]aKP 175βθα二、挡土墙尺寸设计初拟墙高H=6m ,墙背俯斜,倾角2618(1:0.33),墙顶宽b 1=0.94m ,墙底宽B=2.92m 。

三、计算与验算1.车辆荷载换算当m 2时,a KP q 0.20;当m H 10时,aKP q 10由直线内插法得:H=6m 时,aKP q 1510102021026换算均布土层厚度:mr q h 83.0181502.主动土压力计算(假设破裂面交于荷载中部)(1)破裂角由30172352618,,得: 56703017261835149.028.77318.2381.1183.022626261883.024665.0383.025.1222222000))(()()())(()()(tg h a H a H tg h aH H d bh ab A 55.0443.3893.2149.0893.2893.2428.1893.2149.056705670355670))(())(())((tg tg ctg tg A tg tg ctg tgtg 492881.28验核破裂面位置:路堤破裂面距路基内侧水平距离:mb H t g tg a H 4.3333.0655.0)26()(荷载外边缘距路基内侧水平距离: 5.5+0.5=6m因为:0.5〈3.4〈6,所以破裂面交于荷载内,假设成立(2)主动土压力系数K 和1152.2261855.055.0231tg tg tg atg b h 566.0261855.05.02tg tg tg d h 282.3566.0152.26213h h H h 395.0261855.0()56704928sin()354928cos(()sin()cos())tg tg tg K698.1151.0547.016282.383.02)12152.21(6412)21(21223011H h h H h Ha K (3)求主动土压力a 及土压力的作用点KN KK a 31.217698.1395.06182121212KN E a x96.175)30172618cos(31.217)cos(KN E a y53.127)30172618sin(31.217)sin(mK H H h h h h H a H Z x 13.2129.02698.163)62282.33(282.383.0)152.26(2363)23()(3221233021m tg tg Z B Z x y 22.2261813.292.2因基底倾斜,土压力对墙趾的力臂x Z 改为:mB Zx x Z 55.12.092.213.2tan 03.稳定性验算一般情况下,挡土墙的抗倾覆稳定性较容易满足,墙身断面尺寸主要由抗滑稳定性和基底承载力来控制,故选择基底倾斜1:5(18110)(1)计算墙身重G 及力臂(取墙长1m 计)KN tg Btg B H B b A G a a 2362285.058.1122]181192.292.221)92.294.0(3[1]21)(21[01)(由力矩平衡原理:a G B Ab B b A b A G ]3)3(2[311211(其中:H b A 11,)(2112b B H A ,1321Bh A )则:22]392.2181192.292.221)394.092.294.0()94.092.2(621294.0694.0[236tg GmG 05.1(2)抗滑稳定性验算x Q Q x y Q y E G E G1001t a n )1.1(]t a n (1.1[1,(5.0,4.11Q )1811)53.1274.12361.1(5.0]2.096.17553.127(4.12361.1[tan )1.1()]tan (1.1[0011tg E G E G y x y Q Q 34.33134.24696.1754.11X Q anghuak331.34 〉246.34,故满足抗滑稳定性的方程。

重力式挡土墙设计实例

重力式挡土墙设计实例

(一)重力式挡土墙设计实例1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下:(1)墙身构造:墙高5m ,墙背仰斜坡度:1:(=14°02′),墙身分段长度20m ,其余初始拟采用尺寸如图3-40示;(2)土质情况:墙背填土容重γ=18kN/m 3,内摩擦角φ=35°;填土与墙背间的摩擦角δ=°;地基为岩石地基容许承载力[σ]=500kPa ,基地摩擦系数f=;(3)墙身材料:砌体容重γ=20kN/m 3, 砌体容许压应力[σ]=500kPa ,容许剪应力[τ]=80kPa 。

图3-40 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定:(1)破裂角(θ)的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:14021730353828ψαδφ'''++-++===90ω<因为00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01(2)tan 2H H h α=-+ 00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式:tg tg θψ=-+tg ψ=-()()382835382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+++0.7945=-0.7291=36544θ'''=(2)验算破裂面是否交于荷载范围内:破裂契体长度:()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-=车辆荷载分布宽度:()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb N m d m =+-+=⨯++=所以0L L <,即破裂面交于荷载范围内,符合假设。

3、荷载当量土柱高度计算:墙高5米,按墙高确定附加荷载强度进行计算。

按照线性内插法,计算附加荷载强度:q =m 2,016.250.918q h m γ=== 4、土压力计算()()()()01120 5.020 5.01722A a H a H +++=++⨯+=0=h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25222B ab b d H H a α'++-++⨯++⨯-=00=h h =0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式:()()()()()()a 003654435tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B KN θφγθθψ'''++=-=⨯⨯-=+'''''+cos cos ()()X a 49.25142173049.14E E KN αδ''=+=-+=cos cos()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E KN αδ''=+=-+=5、土压力作用点位置计算:1.36H =⨯=10K =1+2h 1+20.9X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+⨯=-查数学手册X1Z -土压力作用点到墙踵的垂直距离;6、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜,土压力对墙趾力臂:X X11 1.590.19 1.4Z Z h m =-=-=y 1X 0.98 1.40.25 1.33Z b Z tg m α=-=+⨯=7、稳定性验算(1)墙体重量及其作用点位置计算:挡墙按单位长度计算,为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分,上部分为四边形,下部分为三角形:1110.98 4.48 4.71V b H m =⨯=⨯=11 4.712094.28G V KN γ=⨯=⨯=()G1111 1.09Z H tg b m α=+=/2 -查数学手册21110.50.980.190.093V b h m =⨯⨯=⨯⨯=/2221 1.86G V KN γ=⨯=G20.6510.6510.980.64Z b m =⨯=⨯= -查数学手册(2)抗滑稳定性验算:00.21111836α'''倾斜基地:(=),验算公式:()()Q1y x 0Q2P 0Q1y 0Q1x Q2P 1.1tan tan 1.1tan 0G E E E G E E E γαγαμγαγγ⎡⎤++-++-+>⎣⎦()()1.196.14 1.4 2.9749.140.19800.5 1.196.14 1.4 2.970.198 1.449.140⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+⨯⨯-⨯+⎡⎤⎣⎦ ()()105.75 1.42.979.730.5105.75 4.160.19868.80=++⨯++⨯-⎡⎤⎣⎦10.280=>所以抗滑稳定性满足。

重力式挡土墙设计实例

重力式挡土墙设计实例

(一)重力式挡土‎墙设计实例‎1、某二级公路‎重力式路肩‎墙设计资料‎如下:(1)墙身构造:墙高5m ,墙背仰斜坡‎度:1:0.25(=14°02′),墙身分段长‎度20m ,其余初始拟‎采用尺寸如‎图3-40示;(2)土质情况:墙背填土容‎重γ=18kN/m 3,内摩擦角φ‎=35°;填土与墙背‎间的摩擦角‎δ=17.5°;地基为岩石‎地基容许承‎载力[σ]=500kP ‎a ,基地摩擦系‎数f=0.5;(3)墙身材料:砌体容重γ‎=20kN/m 3, 砌体容许压‎应力[σ]=500kP ‎a ,容许剪应力‎[τ]=80kPa ‎。

图3-40 初始拟采用‎挡土墙尺寸‎图2、破裂棱体位‎置确定:(1)破裂角(θ)的计算假设破裂面‎交于荷载范‎围内,则有:14021730353828ψαδφ'''++-++ ===90ω< 因为00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+01(2)tan 2H H h α=-+00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+根据路堤挡‎土墙破裂面‎交于荷载内‎部时破裂角‎的计算公式‎:tan tan θψ=-+tan ψ=-+tan3828︒'=-+0.7945=-0.7291= 36544θ'''=(2)验算破裂面‎是否交于荷‎载范围内:破裂契体长‎度:()()0tan tan 50.72910.25 2.4L H m θα=+=-=车辆荷载分‎布宽度:()12 1.8 1.30.6 3.5b L N N m d m =+-+=⨯++=所以0L L <,即破裂面交‎于荷载范围‎内,符合假设。

3、荷载当量土‎柱高度计算‎:墙高5米,按墙高确定‎附加荷载强‎度进行计算‎。

重力式挡土墙设计实例

重力式挡土墙设计实例

重力式挡土墙设计实例设计实例:地坡道挡土墙设计1.工程背景:地坡道长200米,最大高度10米。

地基为砂质土壤,土体粒径分析显示主要由干砂组成,内摩擦角为35度,容重为18kN/m³。

设计要求挡土墙能够抵抗土体的水平推力。

2.坡度分析:根据地坡高和水平距离,计算坡度。

使用一坡三坡图法,确定化简的坡度,以保证坡度均衡,并减少地形改变的需求。

3.坡道设计:根据地坡高和坡度分析结果,设计坡道。

确定坡道长度、坡顶宽度和坡底宽度,保证坡道稳定和路面设计要求。

4.挡土墙类型选择:根据挡土墙高度、土体参数和设计要求,选择合适的挡土墙类型。

在这个案例中,重力式挡土墙是合适的选择。

5.摩擦力计算:根据土体参数和墙体几何特征,计算土体的水平推力和墙体的摩擦力。

摩擦力大小应大于土体的水平推力,以保证挡土墙的稳定性。

6.底座宽度计算:根据土体参数和墙体高度,计算挡土墙底座的宽度。

底座宽度应足够大,以保证挡土墙的稳定和抗滑性能。

7.墙体高度计算:根据土体参数和挡土墙的几何形状,计算合理的墙体高度。

墙体高度应满足稳定性和承载能力的要求。

8.墙体尺寸计算:根据挡土墙的高度和几何形状,计算墙体的尺寸。

包括墙身厚度和墙脚截面宽度等,以确保墙体的稳定和承载能力。

9.墙体内力计算:根据挡土墙的几何形状和土体参数,计算墙体内力。

包括弯矩和剪力等,以保证墙体的结构安全。

10.墙体排水设计:根据场地情况和土体参数,设计挡土墙的排水系统。

确保排水的顺利进行,防止土体饱和和墙体的变形和破坏。

11.墙体施工:根据设计图纸和规范要求,进行挡土墙的施工。

确保施工质量和施工过程的安全。

12.墙体监测和维护:在挡土墙竣工后,进行墙体的监测和维护工作。

及时发现和处理墙体的变形和破坏,确保工程的可持续运行。

以上是关于重力式挡土墙设计实例的简要介绍。

在实际设计中,还需要结合具体场地要求和土体参数进行综合考虑,以确保挡土墙的稳定和安全性。

设计过程中需要参考国家和地区的相关规范和标准,并严格按照标准要求进行设计、施工和维护。

重力式挡土墙设计范例

重力式挡土墙设计范例

重力式挡土墙计算书一、构件基本尺寸及基本参数:1、挡土墙基本几何尺寸:1)挡土墙材料:毛石混凝土2)挡土墙容重:γd =22KN/m 33)墙两侧土体高差:h=6000mm4)墙顶宽度:c=1000mm5)墙趾深度:d=0mm6)墙趾宽度:s=0mm 7)墙背高度:H=6000mm 8)墙背倾角:α=90°9)挡墙基底宽度:b=2500mm10)土对墙背摩擦角:δ=0°2、岩土参数:1)填土容重:γ=19KN/m 32)主动土压力系数:k a =0.223)土压力增大系数:ψc = 1.14)基底土摩擦系数:μ=0.55)地基土承载力:f ak =180KN/m 26)宽度修正系数: ηb =0.37)埋深修正系数: ηd =1.6二、构件相关尺寸及计算参数推算:1、根据挡土墙基本尺寸,可推算出简图中其它尺寸如下:1)墙面坡度:m=(b-s-c-H/tanα)/h=(2500-0-1000-6000/tan90°)/6000=2)基底倾角:α0=arctan[(H-h-d)/b]=arctan[(6000-6000-0)/2500]=0.0°0.2502、挡墙截面面积(不含墙趾):A=(h·m+2·c+h/tanα)·h/2+(H-h+d+s·tanα0)·(h·m+c+H/tanα)/2-(H-h)2/(2tanα)=(6×0.250+2×1+6/tan90°)×6/2+(6-6+0+0×tan0.0°)×(6×0.250+1+6/tan90°)/2-(6-6)²/(2×tan90°)=10.5m23、挡墙每延米自重(不含墙趾):G=γd·A=22×10.5=231KN4、每延米主动土压力:E a=ψc· γ ·H2·k a/2=1.1×19×6²×0.21744/2《地规》公式(6.6.3-1)=82KN三、抗滑移稳定性验算:1、挡墙自重沿基底法线方向分量:G n=G·cosα0=231×cos0.0°=231KN2、挡墙自重沿基底平行方向分量:G t=G·sinα0=231×sin0.0°=0KN3、主动土压力沿基底法线方向分量:E an=E a·cos(α-α0-δ)=82×cos(90°-0.0°-0°)=0KN4、主动土压力沿基底平行方向分量:E at=E a·sin(α-α0-δ)=82×sin(90°-0.0°-0°)=82KN5、抗滑移稳定系数:K s=(G n+E an)·μ/(E at-G t)《地规》公式(6.6.5-1)=(231+0)×0.5/(82-0)=1.41≥1.3 ,满足《地规》6.6.5条第1款要求四、抗倾覆稳定性验算:1、主动土压力作用点距墙背底端高度:z=H/3=6/32.000=m2、主动土压力作用点距墙趾底端高度:z f =z-b·tanα0=2.000-2.5×tan0.0°=m3、挡墙截面形心距墙趾底端水平距离:1)挡墙截面对通过墙背底端竖轴的静距为:S=[h·(c+H/tanα)2/2]+[h 2·m·(h·m/3+c+H/tanα)/2)]+[(H-h)/6+(d+s·tanα0)/3]·(h·m+c+H/tanα)2-[H 3/(tan 2α)]/6=[6×(1+6/tan90°)²/2]+[6²×0.250×(6×0.250/3+1+6/tan90°)/2]+[(6-6)/6+(0+0×tan0.0°)/3]×(6×0.250+1+6/tan90°)²-[6³/(tan90°)²)]/6=9.75m 32)挡墙截面形心距墙背底端竖轴的水平距离:x 1=S/A=9.75/10.50=m3)挡墙截面形心距墙趾底端水平距离:x 0=b -x 1=2.5-0.929=m 4、主动土压力作用点距墙趾底端水平距离:x f =b-z/tanα=2.5-2.000/tan90°=m 5、主动土压力沿水平方向分量:E ax =E a ·sin(α-δ)=82×sin(90°-0°)=82KN6、主动土压力沿重力方向分量:E az =E a ·cos(α-δ)=82×cos(90°-0°)=0KN 7、抗倾覆稳定系数:K t =(G·x 0+E az ·x f )·/(E ax ·z f )《地规》公式(6.6.5-2)=(231×1.571+0×2.500)/(82×2.000)=2.22≥1.6 ,满足《地规》6.6.5条第2款要求五、地基承载力验算:1、修正后的地基承载力特征值:基础底面斜宽B = b/cosα0 =2.50<3m ,仅承载力修正时取B = 3.00m基础埋深d <0.5m ,仅承载力修正时取d= 0.50mf a =f ak + ηb ·γ·(B-3)+ ηd ·γm ·(d-0.5)2.5002.0000.9291.571=180+0.3×19×(3.00-3)+1.6×19×(0.50-0.5)=180KN/m22、作用在基础底面法线方向的每延米总作用力为:F =G n+E an=231+0=231KN3、轴心荷载作用时,基础底面的平均压力值:p k=F/B=231/(2.5/cos0.0°)=92.4KN/m2≤f a=180 ,满足《地规》5.2.1条第1款要求4、挡墙自重及土压力的合力在基础底面的偏心距:e=B/2-(G·x0+E az·x f-E ax·z f)/F=2.50/2-(231×1.571+0×2.500-82×2.000)/231=0.39m≤b0 / 4 =0.63 ,满足《地规》6.6.5条第4款要求5、挡墙自重及土压力的合力在基础底面产生的偏心力距:M=F·e=231×0.39=89.4KN·m6、偏心荷载作用时,基础底面的最大压应力值:B/6=0.42≥e,应按《地规》公式5.2.2-2计算p kmax=F/B+6M/B²=231/2.50+6×89.4/2.50²=178KN/m2≤1.2 f a =216.0 ,满足《地规》5.2.1条第2款要求。

重力式挡土墙设计实例

重力式挡土墙设计实例

(一)重力式挡土墙设计实例1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下:(1)墙身构造:墙高5m ,墙背仰斜坡度:1:0.25(=14°02′),墙身分段长度20m ,其余初始拟采用尺寸如图3-40示;(2)土质情况:墙背填土容重γ=18kN/m 3,内摩擦角φ=35°;填土与墙背间的摩擦角δ=17.5°;地基为岩石地基容许承载力[σ]=500kPa ,基地摩擦系数f=0.5;(3)墙身材料:砌体容重γ=20kN/m 3, 砌体容许压应力[σ]=500kPa ,容许剪应力[τ]=80kPa 。

图3-40 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定:(1)破裂角(θ)的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:14021730353828ψαδφ'''++-++===90ω<因为00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+01(2)tan 2H H h α=-+00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式:tg tg θψ=-tg ψ=-+()()382835382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+++0.7945=-+0.7291=36544θ'''=(2)验算破裂面是否交于荷载范围内:破裂契体长度:()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-=车辆荷载分布宽度:()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb N m d m =+-+=⨯++=所以0L L <,即破裂面交于荷载范围内,符合假设。

3、荷载当量土柱高度计算:墙高5米,按墙高确定附加荷载强度进行计算。

重力式挡土墙设计实例

重力式挡土墙设计实例

(一)重力式挡土墙设计实例1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下:(1)墙身构造:墙高5m ,墙背仰斜坡度:1:0.25(=14°02′),墙身分段长度20m ,其余初始拟采用尺寸如图3-40示;(2)土质情况:墙背填土容重γ=18kN/m 3,内摩擦角φ=35°;填土与墙背间的摩擦角δ=17.5°;地基为岩石地基容许承载力[σ]=500kPa ,基地摩擦系数f=0.5;(3)墙身材料:砌体容重γ=20kN/m 3, 砌体容许压应力[σ]=500kPa ,容许剪应力[τ]=80kPa 。

图3-40 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定: (1)破裂角(θ)的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:14021730353828ψαδφ'''++-++ ===90ω< 因为00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01(2)tan 2H H h α=-+00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+ 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式:tan tan θψ=-+tan ψ=-tan3828︒'=-0.7945=-+0.7291=36544θ'''=(2)验算破裂面是否交于荷载范围内:破裂契体长度:()()0tan tan 50.72910.25 2.4L H m θα=+=-= 车辆荷载分布宽度:()12 1.8 1.30.6 3.5b L N N m d m =+-+=⨯++= 所以0L L <,即破裂面交于荷载范围内,符合假设。

3、荷载当量土柱高度计算:墙高5米,按墙高确定附加荷载强度进行计算。

按照线性内插法,计算附加荷载强度:q =16.25kN/m 2,016.250.918q h m γ===4、土压力计算()()()()01120 5.020 5.01722A a H a H +++=++⨯+=0=h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25222B ab b d H H a α'++-++⨯++⨯-= 00=h h =0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式:()()()()()()a 003654435tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B KN θφγθθψ'''++=-=⨯⨯-=+'''''+cos cos ()()X a 49.25142173049.14E E KN αδ''=+=-+= cos cos ()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E KN αδ''=+=-+=5、土压力作用点位置计算:5 1.36H =⨯=10K =1+2h 1+20.9X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+⨯=-查数学手册 X1Z -土压力作用点到墙踵的垂直距离;6、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜,土压力对墙趾力臂:X X11 1.590.19 1.4Z Z h m =-=-=y 1X tan 0.98 1.40.25 1.33Z b Z m α=-=+⨯= 7、稳定性验算(1)墙体重量及其作用点位置计算:挡墙按单位长度计算,为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分,上部分为四边形,下部分为三角形:1110.98 4.48 4.71V b H m =⨯=⨯= 11 4.712094.28G V KN γ=⨯=⨯=()G1111tan 1.09Z H b m α=+=/2 -查数学手册 21110.50.980.190.093V b h m =⨯⨯=⨯⨯=/2 221 1.86G V KN γ=⨯=G20.6510.6510.980.64Z b m =⨯=⨯= -查数学手册 (2)抗滑稳定性验算:00.21111836α'''倾斜基地:(=),验算公式: ()()Q1y x 0Q2P 0Q1y 0Q1x Q2P 1.1tan tan 1.1tan 0G E E E G E E E γαγαμγαγγ⎡⎤++-++-+>⎣⎦()()1.196.14 1.4 2.9749.140.19800.5 1.196.14 1.4 2.970.198 1.449.140⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+⨯⨯-⨯+⎡⎤⎣⎦ ()()105.751.42.979.730.5105.754.160.19868.80=++⨯++⨯-⎡⎤⎣⎦ 10.280=>所以抗滑稳定性满足。

重力式挡土墙设计范例

重力式挡土墙设计范例

重力式挡土墙设计范例一、工程背景假设我们要在一个坡度较陡的山坡上修建一条道路,为了保证道路的稳定性和安全性,需要在道路一侧设置重力式挡土墙。

该山坡的土体主要为粉质黏土,重度为 18kN/m³,内摩擦角为 20°,粘聚力为15kPa。

道路的设计荷载为公路I 级。

二、设计要求1、挡土墙高度:根据地形和道路设计要求,确定挡土墙的高度为5m。

2、稳定性要求:挡土墙在自重、土压力和其他荷载作用下,应满足抗滑移和抗倾覆稳定性要求。

3、基底应力要求:基底平均应力不应超过地基承载力,且最大应力与最小应力之比不应超过规定值。

三、设计参数1、墙身材料:采用浆砌片石,重度为 22kN/m³,抗压强度为30MPa。

2、基础材料:采用混凝土基础,重度为 25kN/m³,抗压强度为25MPa。

四、土压力计算1、主动土压力系数:根据库仑土压力理论,计算主动土压力系数Ka。

Ka = tan²(45° 20°/2) = 0492、土压力分布:土压力呈三角形分布,顶部土压力为零,底部土压力强度为:e =Ka × γ × h = 049 × 18 × 5 = 441kN/m3、土压力合力:土压力合力 Ea 为土压力分布图形的面积,即:Ea = 05 × 441 × 5 = 11025kN4、土压力作用点位置:距墙底的距离为 h/3 = 5/3 = 167m。

五、稳定性验算1、抗滑移稳定性验算:抗滑移稳定性系数 Ks =(W +Ey)μ / Ex其中,W 为挡土墙自重,Ey 为墙后土压力的水平分力,Ex 为墙后土压力的水平分力,μ 为基底摩擦系数。

挡土墙自重 W = 05 × 5 ×(22 18) × 5 + 5 × 18 = 275kNEy =Ea × cos(α δ) = 11025 × cos(0 10°)= 1081kN (假设墙背与填土之间的摩擦角δ = 10°)Ex =Ea × sin(α δ) = 11025 × sin(0 10°)=-191kN基底摩擦系数μ 取 04,则:Ks =(275 + 1081) × 04 / 191 = 78 > 13 (满足要求)2、抗倾覆稳定性验算:抗倾覆稳定性系数 Kt =(G × x0 + Ey × zy) /(Ex × zx)其中,G 为挡土墙自重,x0 为挡土墙重心到墙趾的水平距离,zy 为 Ey 作用点到墙趾的距离,zx 为 Ex 作用点到墙趾的距离。

重力式挡土墙设计实例

重力式挡土墙设计实例

(一)重力式挡土墙设计实例1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下:(1)墙身构造:墙高5m ,墙背仰斜坡度:1:0.25(=14°02′),墙身分段长度20m ,其余初始拟采用尺寸如图3-40示;(2)土质情况:墙背填土容重γ=18kN/m 3,内摩擦角φ=35°;填土与墙背间的摩擦角δ=17.5°;地基为岩石地基容许承载力[σ]=500kPa ,基地摩擦系数f=0.5;(3)墙身材料:砌体容重γ=20kN/m 3, 砌体容许压应力[σ]=500kPa ,容许剪应力[τ]=80kPa 。

图3-40 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定:(1)破裂角(θ)的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:14021730353828ψαδφ'''++-++===90ω<因为00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+01(2)tan 2H H h α=-+00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式:tg tg θψ=-+tg ψ=-()()382835382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+++0.7945=-0.7291=36544θ'''=(2)验算破裂面是否交于荷载范围内:破裂契体长度:()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-=车辆荷载分布宽度:()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb N m d m =+-+=⨯++=所以0L L <,即破裂面交于荷载范围内,符合假设。

3、荷载当量土柱高度计算:墙高5米,按墙高确定附加荷载强度进行计算。

重力式挡土墙设计实例

重力式挡土墙设计实例

1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下,请验算该挡土墙得稳定性。

(1)墙身构造:墙高5m ,墙背仰斜坡度:1:0、25(=14°02′),墙身分段长度20m ,其余初始拟采用尺寸如图3-40示;(2)土质情况:墙背填土容重γ=19kN/m 3,内摩擦角φ=35°;填土与墙背间得摩擦角δ=19、5°;地基为岩石地基容许承载力[σ]=550kPa ,基地摩擦系数f=0、55;(3)墙身材料:砌体容重γ=22kN/m 3, 砌体容许压应力[σ]=500kPa ,容许剪应力[τ]=100kPa 。

图3-40 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定:(1)破裂角()得计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:14021*******ψαδφ'''++-++o o o o ===4000000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+ 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角得计算公式:tg tg θψ=-+tg ψ=-4028tg '=-+o0.8531=-(2)验算破裂面就是否交于荷载范围内:破裂契体长度:()()050.73320.25 2.416m L H tg tg θα=+=-=车辆荷载分布宽度:()12 1.8 1.30.6 3.5m L Nb N m d =+-+=⨯++=所以,即破裂面交于荷载范围内,符合假设。

3、荷载当量土柱高度计算墙高5米,按墙高确定附加荷载强度进行计算。

按照线性内插法,计算附加荷载强度:q =16、25kN/m 2,4、土压力计算()()()()01120 5.020 5.01722A a H a H +++=++⨯+=0=h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25222B ab b d H H a α'++-++⨯++⨯-=o 00=h h =0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式:()()()()()()a 00361535tan 19170.7332 4.2551.49kN sin sin 36154028E A B θφγθθψ'++=-=⨯⨯-=+'''+o o o o cos cos ()()X a 51.49142193051.26kN E E αδ''=+=-+=o o cos cos()()y a sin 51.49sin 1421930 4.91kN E E αδ''=+=-+=o o5、土压力作用点位置计算:1.36H =⨯=10K =1+2h 1+20.9X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+⨯=-查数学手册-土压力作用点到墙踵得垂直距离;6、土压力对墙趾力臂计算基地倾斜,土压力对墙趾力臂:X X11 1.590.19 1.4m Z Z h =-=-=y 1X 0.98 1.40.25 1.33m Z b Z tg α=-=+⨯=7、稳定性验算(1)墙体重量及其作用点位置计算:挡墙按单位长度计算,为方便计算从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分,上部分为四边形,下部分为三角形:1110.98 4.48 4.71m V b H =⨯=⨯=11 4.7122kN G V γ=⨯=⨯=103.62()()G11111 4.480.250.98 1.05m Z H tg b α=+=⨯+=/2/2 -查数学手册21110.50.980.190.093m V b h =⨯⨯=⨯⨯=/22210.09322 2.046kN G V γ=⨯=⨯=G20.6510.6510.980.64m Z b =⨯=⨯= -查数学手册(2)抗滑稳定性验算:((此步骤按路基规范上得公式计算)00.21111836α'''o 倾斜基地:(=),验算公式:()()Q1y x 0Q2P 0Q1y 0Q1x Q2P 1.1tan tan 1.1tan 0G E E E G E E E γαγαμγαγγ⎡⎤++-++-+>⎣⎦()()1.1105.67 1.4 4.9151.260.19800.55 1.1105.67 1.4 4.910.198 1.451.260⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+⨯⨯-⨯+⎡⎤⎣⎦ ()()116.24 1.44.9110.150.55116.24 6.870.19871.76=++⨯++⨯-⎡⎤⎣⎦所以抗滑稳定性满足。

重力式挡土墙设计示例

重力式挡土墙设计示例

路基与路面工程课程设计任务书题目: 重力式挡土墙设计 (一)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26m ,路肩宽度3.0m ;(2)基底倾斜角0α:tan 0α=0.190,取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m ; (3)设计车辆荷载标准值按公路-I 级汽车荷载采用,即相当于汽车−超20级、挂车−120(验算荷载);(4)墙后填料砂性土容重γ=183/m kN ,填料与墙背的外摩擦角τ=0.5φ;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30,地基容许承载力[0σ]=250a kP ;(5)墙身采用 2.5号砂浆砌25号片石,圬工容重k γ=223/m kN ,容许压应力a a kP 600][=σ,容许剪应力a j kP 100][][==στ,容许拉应力a L kP 60][=σ;墙后砂性土填料的内摩擦角φ: 34°墙面与墙背平行,墙背仰斜坡度(1:n ): 1:0.25 墙高H : 7m墙顶填土高a : 3.0m (二)要求完成的主要任务:按《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)“5.4 挡土墙”一节,采用极限状态设计法进行设计:(1)车辆荷载换算;(2)计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置;(3)设计挡土墙截面,墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。

进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算;(4)基础稳定性验算与地基承载力验算; (5)挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。

重力式挡土墙设计1 设计参数挡土墙墙高H=7m ,取基础埋置深度D=1.5m ,挡土墙纵向分段长度取L=10m ;路基宽度26m ,路肩宽度3.0m ;墙面与墙背平行,墙背仰斜,仰斜坡度1:0.25,α=-14.03°,墙底(基底)倾斜度tan0α=0.190,倾斜角0α=10.76°;墙顶填土高度a =3.0m ,填土边坡坡度1:1.5,β=arctan (1.5)1-=33.69°,汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m墙后填土砂性土内摩擦角φ=︒34,填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=︒17,填土容重γ=18kN/m 3;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30;墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,墙身砌体容重k γ=22kN/m 3,砌体容许压应力[a σ]=600kPa,砌体容许剪应力[τ]=100kPa,砌体容许拉应力[wl σ]=60kPa ; 地基容许承载力[0σ]=250kPa 。

重力式挡土墙设计实例

重力式挡土墙设计实例

100 4一一口o 5 =H(一)重力式挡土墙设计实例1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下:(1) 墙身构造:墙高5m ,墙背仰斜坡度:1: 0.25 (二14° 02;墙身分段长度20m ,其 余初始拟采用尺寸如图3 -40示;(2)土质情况:墙背填土容重 丫=18N/m 3,内摩擦角© =35°;填土与墙背间的摩擦角S=17.5 °地基为岩石地基容许承载力[c 丰500kPa,基地摩擦系数f=0.5;(3) 墙身材料:砌体容重 丫 =20N/m 3,砌体容许压应力[c 丰500kPa,容许剪应力[T #80kPa 。

图3- 40初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定:(1) 破裂角()的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:= =14o0217o3035°=38°28因为 90o1 1 1B 0 ab (b d)h 0H (H 2a 2%)tan 0 (0 0)% H (H 2h 0)tan1—H(H 2h 0)ta n 211A -(a H 2h °)(a H )—H(H 2h 。

)b 1=0.982 2根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式:3、荷载当量 上柱高度计算:h 0= q 空180.9m 4、土压力计算2h °1 0 5.02 0.90 5.02171B 0= ab2根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式:d h °1 -H 2H 2a 2h ° tan = 0+0-丄25.0 5 0 2 0.9 tan 14°24.25E a A ta n cos B 。

sin18 17 0.7291 4.25cos 36o 5 4435o sin36°54438。

28E xE a cos 49.25cos 14o 2 17o 30 49.14KN E yE a sin49.25s in 14o 217o 30 2.97KNtg tg J ctgtg B ^t gtg . ctg tg tg tgtg38°28 . ctg35° tg38°28 tg38°28 tg14°020.7945 , 1.428 0.7945 0.7945 0.25 0.729136o5 44(2)验算破裂面是否交于荷载范围内:破裂契体长度: L ) H tg tg 5 0.7291 0.25 2.4m车辆荷载分布宽度:L Nb N 1 m d 2 1.8 1.3 0.6 3.5m所以L 。

重力式挡土墙设计示例【可编辑范本】

重力式挡土墙设计示例【可编辑范本】

路基与路面工程课程设计任务书题目: 重力式挡土墙设计(一)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26m,路肩宽度3。

0m;(2)基底倾斜角0α:tan 0α=0.190,取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0。

5m;(3)设计车辆荷载标准值按公路-I级汽车荷载采用,即相当于汽车−超20级、挂车−120(验算荷载);(4)墙后填料砂性土容重γ=183/m kN ,填料与墙背的外摩擦角τ=0.5φ;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30,地基容许承载力[0σ]=250a kP ;(5)墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,圬工容重k γ=223/m kN ,容许压应力a a kP 600][=σ,容许剪应力a j kP 100][][==στ,容许拉应力a L kP 60][=σ;墙后砂性土填料的内摩擦角φ: 34°墙面与墙背平行,墙背仰斜坡度(1:n ): 1:0。

25墙高H: 7m墙顶填土高a : 3.0m(二)要求完成的主要任务:按《公路路基设计规范》(J TG D30-2004)“5.4 挡土墙"一节,采用极限状态设计法进行设计:(1)车辆荷载换算;(2)计算墙后主动土压力E及其作用点位置;a(3)设计挡土墙截面,墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。

进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算;(4)基础稳定性验算与地基承载力验算;(5)挡土墙正截面强度及抗剪强度验算.重力式挡土墙设计1 设计参数挡土墙墙高H=7m,取基础埋置深度D=1。

5m,挡土墙纵向分段长度取L=10m;路基宽度26m,路肩宽度3。

0m;墙面与墙背平行,墙背仰斜,仰斜坡度1:0.25,α=-14.03°,墙底(基底)倾斜度tan0α=0.190,倾斜角0α=10.76°;墙顶填土高度a=3。

0m,填土边坡坡度1:1.5,β=arctan(1.5)1-=33。

重力式挡土墙设计范例

重力式挡土墙设计范例

重力式挡土墙设计范例一、工程概况本设计范例所针对的是一个高度为 5 米的边坡,需要建造重力式挡土墙来保持其稳定性。

边坡土体为粉质黏土,其物理力学性质参数如下:重度γ=18kN/m³,内摩擦角φ=20°,粘聚力 c=15kPa。

二、设计依据1、《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330-2013)2、《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)(2015 年版)3、工程地质勘察报告三、挡土墙选型重力式挡土墙主要依靠自身重力来抵抗土压力,具有结构简单、施工方便、造价较低等优点。

根据工程实际情况,选择仰斜式重力式挡土墙,其墙面坡度为 1:025,墙背坡度为 1:02。

四、土压力计算1、主动土压力系数根据库仑土压力理论,主动土压力系数 Ka 可按下式计算:Ka =tan²(45° φ/2) = tan²(45° 20°/2) = 0492、土压力分布主动土压力沿墙高呈三角形分布,墙顶处土压力强度为零,墙底处土压力强度为:ea =γhKa = 18×5×049 = 441kN/m²3、土压力合力土压力合力 Ea 为土压力分布图形的面积,即:Ea = 05×5×441 = 11025kN/m合力作用点距离墙底的高度为:h/3 = 5/3 = 167m五、稳定性验算1、抗滑移稳定性验算挡土墙的抗滑移稳定性按下式验算:Ks =(G + Ey)μ / Ex其中,G 为挡土墙自重,Ey 为墙后土压力的竖向分力,Ex 为墙后土压力的水平分力,μ为基底摩擦系数。

假设挡土墙底宽为 2 米,墙高 5 米,墙身采用 C20 混凝土,重度为25kN/m³,则挡土墙自重 G = 25×(2×5 + 05×2×5/2)= 375kN。

Ey =Ea × cos(α +δ) = 11025×cos(10°+ 8°)= 981kN (假设墙背与填土之间的摩擦角δ=8°,墙底与地基之间的摩擦角α=10°)Ex =Ea × sin(α +δ) = 11025×sin(10°+ 8°)= 408kNμ取 04,则:Ks =(375 + 981)×04 / 408 = 51>13满足抗滑移稳定性要求。

重力式挡土墙设计实例P181---精品管理资料

重力式挡土墙设计实例P181---精品管理资料

1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下:(1)墙身构造:墙高5m ,墙背仰斜坡度:1:0.25(=14°02′),墙身分段长度20m ,其余初始拟采用尺寸如图4-41示;(2)土质情况:墙背填土容重γ=18kN/m 3,内摩擦角φ=35°;填土与墙背间的摩擦角δ=17.5°;地基为岩石地基容许承载力[σ]=500kPa ,基地摩擦系数f=0.5;(3)墙身材料:砌体容重γ=20kN/m 3, 砌体容许压应力[σ]=500kPa,容许剪应力[τ]=80kPa.图4-41 初始拟采用挡土墙尺寸图2、破裂棱体位置确定:(1)破裂角(θ)的计算假设破裂面交于荷载范围内,则有:14021730353828ψαδφ'''++-++===90ω<因为00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01(2)tan 2H H h α=-+00011(2)()(2)22A a H h a H H H h =+++=+ 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式:tg tg θψ=-+tg ψ=-+()()382835382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+++0.7945=-0.7291=36544θ'''=(2)验算破裂面是否交于荷载范围内:破裂契体长度:()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-= 车辆荷载分布宽度:()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb N m d m =+-+=⨯++= 所以0L L <,即破裂面交于荷载范围内,符合假设. 3、荷载当量土柱高度计算:墙高5米,按墙高确定附加荷载强度进行计算.按照线性内插法,计算附加荷载强度:q =16。

重力式挡土墙设计实例1

重力式挡土墙设计实例1

重力式挡土墙设计对于路堑挡土墙,墙背除利用开挖的土石回填部分外,其余均为天然土,其岩层结构产状、成分、紧密程度及含水量等均较复杂,往往又非均质。

因此,在无不良地质情况下,习惯上多参考天然坡角及路堑设计数据综合确定:1、根据实验以及规范确定以下参数:(1):墙后填土的容重:γ=20.0KN/m 3(根据实际情况)(2):填土的内摩擦角:φ=50°(根据规范来确定);(3):墙背与填土间的摩擦角:δ=(1/2~2/3)φ=30°;(4):墙后填土表面的倾斜角:β=46°;(5):墙背倾斜角α=0°。

2、初定挡土墙断面尺寸:设计挡土墙顶宽a=2.5m ,底宽b =3.5m,高度为h =3m ;墙体自重为: G=(2.5+3.5)×3×18×0.5=162KN/m3、土压力计算Ea =21γH 2Ka =21γH 2222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-βαδαβφδφδαααφ =21×20×32×222)460cos()300cos()4650sin()3050sin(1)300cos(0cos )050(cos ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++-=90×159.1413.0 =32.07KN/m土压力的水平和垂直分力为:Ex =E a cos (α+δ)Ey =E a sin (α+δ)Ex =32.07×cos (0°+30°)=27.77 KN/mEy =32.07×sin (0°+30°)=16.04KN/m4、抗滑稳定性验算为了保证挡土墙抗滑稳定性,应验算在土压力及其它外力作用下,基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力: 即:K C =X n E f G N ∑+)( =X n y E f G E )(+=77.275.0)16204.16(⨯+=3.2>1.3 满足要求,能保证挡土墙的抗滑稳定性。

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路基与路面工程课程设计任务书
题目: 重力式挡土墙设计 (一)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26m ,路肩宽度3.0m ;
(2)基底倾斜角0α:tan 0α=0.190,取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m ; (3)设计车辆荷载标准值按公路-I 级汽车荷载采用,即相当于汽车−超20级、挂车−120(验算荷载);
(4)墙后填料砂性土容重γ=183
/m kN ,填料与墙背的外摩擦角τ=0.5φ;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30,地基容许承载力[0σ]=250a kP ;
(5)墙身采用 2.5号砂浆砌25号片石,圬工容重k γ=223
/m kN ,容许压应力
a a kP 600][=σ,容许剪应力a j kP 100][][==στ,容许拉应力a L kP 60][=σ;
墙后砂性土填料的内摩擦角φ: 34°
墙面与墙背平行,墙背仰斜坡度(1:n ): 1:0.25 墙高H : 7m 墙顶填土高a : 3.0m (二)要求完成的主要任务:
按《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)“5.4 挡土墙”一节,采用极限状态设计法进行设计:
(1)车辆荷载换算;
(2)计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置;
(3)设计挡土墙截面,墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。

进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算;
(4)基础稳定性验算与地基承载力验算; (5)挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。

重力式挡土墙设计
1 设计参数
挡土墙墙高H=7m ,取基础埋置深度D=1.5m ,挡土墙纵向分段长度取L=10m ;路基宽度26m ,路肩宽度3.0m ;
墙面与墙背平行,墙背仰斜,仰斜坡度1:0.25,α=-14.03°,墙底(基底)倾斜度tan
0α=0.190,倾斜角0α=10.76°;
墙顶填土高度a =3.0m ,填土边坡坡度1:1.5,β=arctan (1.5)1
-=33.69°,汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m
墙后填土砂性土内摩擦角φ=︒
34,填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=︒17,填
土容重γ=18kN/m 3
;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30;
墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,墙身砌体容重k γ=22kN/m 3,砌体容许
压应力[a σ]=600kPa,砌体容许剪应力[τ]=100kPa,砌体容许拉应力
[
wl σ]=60kPa ;
地基容许承载力[
0σ]=250kPa 。

2 车辆荷载换算
0.78m
3 主动土压力计算
3.1 计算破裂角θ
4.0)
78.0237()37()03.14tan()78.02327(7)5.05.4(78.025.43)
2)((tan )22()(2000=⨯++⨯+-⨯+⨯+⨯-+⨯⨯+⨯=
+++++-++=
︒h a H a H h a H H d b h ab A α
︒=︒+︒-︒=++=97.361703.1434δαϕω 86
.0)4.097.36)(tan 97.36tan 34(cot 97.36tan )
)(tan tan (cot tan tan =+︒︒+︒±︒-=++±-=A ωωωϕθ ︒=69.40θ
墙底到路肩的水平距离为3.75m ,路肩宽3m ,墙底至破裂面与路基交点距离为m 7.1886.0)5.27(=⨯+ ,3+3.75=6.75<8.17 破裂面交于荷载内进行计算
直线形仰斜墙背,且墙背倾角α较小,不会出现第二破裂面。

3.2 计算主动土压力a E 及其作用点位置
==
=
18
14

q h
3.2.1计算主动土压力a E
=-=+=25
.086.05
.0tan tan 2αθd h 0.82m
=-⨯-=+-=25
.086.086
.035.4tan tan tan 3αθθa b h 3.1m
[]16.0)03.14tan(7.40tan )97.367.40sin()
347.40cos(tan tan )
sin()
cos(=︒-+︒︒+︒︒+︒=
+++=

(ωαθθϕθa K
m
18.31.382.07321=--=--=h h H h
29.14918.378.02)721.31(73212)21(2121031=⨯⨯+
⨯-⨯+=+-+
=H h h H h H a
K
m
kN 02.9129.116.0491821
2112=⨯⨯⨯⨯==
K K H E a a γ
m
kN 72.4)03.1417sin(02.91)sin(m kN 9.90)03.1417cos(02.91)cos(=︒-︒⨯=+==︒-︒⨯=+=δαδαa y a x E E E E
3.2.2计算主动土压力的合力作用点位置
m 55.229.1493)7218.33(18.378.0)1.37(3373)23()(321
211023=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯+-⨯+=-+-+
=K H H h h h h H a H Z x m
61.1190.0)03.14tan(7.17.1tan tan 011=⨯︒-⨯+=+=ααb b B
m
25.225.055.261.1tan =⨯+=-=αx y Z B Z
墙底(基底)倾斜,需把求得的x
Z 、
y
Z 修正为1
x Z 、
1
y Z ,即:
1
x Z =
x
Z -
1tan αb ,
1
y Z =1b -
1
x Z tan α(见“附录”的图)
m
24.2)03.14tan(18.27.1tan m 18.2190.07.155.2tan 111011=︒-⨯-=-==⨯-=-=ααx y x x Z b Z b Z Z
3.3 被动土压力
墙前的被动土压力忽略不计。

偏于安全。

4 挡土墙计算
只对荷载组合II 进行计算。

4.1 拟定挡土墙顶宽
经试算,取挡土墙顶宽为1b =1.6m
4.2 抗滑动稳定性验算
墙身体积计算:
30111m 71.10)190.06.17(6.1)tan (=⨯-⨯=-=αb H b V
3202
12m 24.0190.06.15.0tan 5.0=⨯⨯==αb V
321m 95.1024.071.10=+=+=V V V
墙身自重计算:
1G =kN 62.2352271.101=⨯=k V γ,2G =kN 28.52224.02=⨯=k
V γ,
kN 9.24028.562.23521=+=+=G G G
抗滑稳定性验算:
[]
[]0
08.139.9040.1190.0)72.440.19.2401.1(3.0)190.09.9072.4(4.19.2401.1tan )1.1()tan (1.110101
>=⨯-⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯+⨯=-++++x
Q y Q x y Q E E G E E G γαγμαγ
墙身自重力臂计算:
()[]65
.16.125.0190.06.175.0])tan [(5.01011=+⨯⨯-⨯=+⋅-=b n b H Z G α
09.16.1)047.05.0(315.0)]tan tan 2/1(3/12/1[102=⨯⎥⎦

⎢⎣⎡++=-+=b Z G αα
()
63
.19.24009.128.565.162.235)(2211=⨯+⨯=+=
G Z G Z G Z G G G
kN 62.24572.49.24021=+=++=y E G G N
抗滑稳定系数:
[]7.1190
.062.2459.903
.0190.09.9062.245tan ]tan [00=⨯-⨯⨯+=-+=
αμαN E E N K x x C >1.3
满足要求
4.3 抗倾覆稳定性验算
5.4)
55.29.9025.272.4(4.163.19.2408.0)(8.0111>=⨯-⨯⨯+⨯⨯=-+x x y y Q G Z E Z E GZ γ 抗倾覆稳定系数:
5
.104.218
.29.9024
.272.409.128.565.162.2351
1
22110>=⨯⨯+⨯+⨯=
++=
x x y y G G Z E Z E Z G Z G K
满足要求
4.4 基底合力偏心距验算
N 至墙趾A 的距离
m
84.062
.24518.29.9024.272.409.128.565.162.2351
12211=⨯-⨯+⨯+⨯=-++=
N
Z E Z E Z G Z G Z x x y y G G N
基底合力偏心距035.084.02
61.120=-=-=
N Z B e ; 4.5 地基承载力验算
[]kPa 2506.4172)61.1035
.061(61.12.6245)61(001==⨯+⨯=+=
σσ<kPa B e B N []kPa 2506.613261.1035.06161.12.6245)61(002==⎪⎭
⎫ ⎝⎛⨯-⨯=-=
σσ<kPa B e B N 满足要求
4.6 墙身强度验算。

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