路基课程设计_挡土墙88讲解

路基路面课程设计

The curriculum design of subgrade and pavement

作者姓名：唐冬冬

专业、班级：道桥10-03班

学号：311011010221

指导教师：魏海霞

设计时间：201 4.1.1-2014.1.7

河南理工大学

Henan Polytechnic University

一、路基设计

1.1基本资料

某新建公路K9+985~K10+025路段采用浆砌片石重力式路堤墙，具体设计资料列于下：

（1）路线技术标准，山岭重丘区一般二级公路，路基宽12m ，路面宽7.5m 。 （2）车辆荷载，公路－I 级。

（3）挡墙某处横断面布置及挡墙型式如图（1）所示

（4）填料为砂性土，其密度=γ18KN/m 3，计算内摩擦角φ=32，填料与墙背间的摩擦角δ=2/φ。

（5）地基为整体性较好的石灰岩，其允许承载力[]0σ=480Kpa ，基底摩擦系数为f =0.50。

（6）墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体a γ=22KN/m 3，砌体容许压应力为[]610=a σKpa ，容许剪应力[τ]=110Kpa ，容许拉应力[wl σ]=65 Kpa 。

1.2挡土墙平面、立面布置

某新建公路K9+985~K10+025 路段采用浆砌片石重力式挡土墙，为保证路堤边坡稳定，少占地拆迁，故设置路堤挡土墙，拟采用重力式挡土墙,如图（3)所示。

1.3挡土墙横断面布置，拟定断面尺寸

（1）挡土墙的正面图(1)

锥坡

伸缩或沉降缝

路堤

护栏

护堑

泄水孔

图(1)

（2）挡土墙的平面图如图(2)所示:

图(2)

图(3)

1.4主动土压力计算

1.4.1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=8m 时，()7.8210202012.75102a q KP -⎛⎫

=⨯-+= ⎪-⎝⎭

换算均布土层厚度：012.750.718

q h m r =

== 1.4.2主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部） （1）破裂角θ

由10.2832162

φ

αφδ=-︒=︒=

=︒，，

得：3210.201637.8ψφαδ=++=︒-︒+︒=

0011

(2)()(1.57.820.7)(1.57.8)49.7522A a H h a H =+++=++⨯+=

00011

()(22)tan 2211

1.53(30.5)0.78(7.82 1.520.7)tan(10.20)221

2.78B ab b d h H H a h α=

++-++=⨯⨯++⨯-⨯⨯+⨯+⨯⨯-︒=

370.77

tg tg tg θψ=-+=-︒+=37.59θ=︒

验核破裂面位置：

堤顶破裂面至墙锺：(H+a)tg θ=（7.8+1.5）tg 37.59︒=7.61 荷载内缘至墙锺：b+Htg )(α-+d+b 3=3+8* tg 10.20︒+0.5+2.25=7.07m 荷载外缘至墙锺：b+Htg )(α-+d+b 3+b 2=4.82+12=16.82m

由于破裂面至墙锺的距离大于荷载内缘至墙锺的距离并且小于荷载外缘至墙锺的距离，所以破裂面交于路基荷载中部的假设成立。并且直线形仰斜墙背，且墙背倾角α较小，不会出现第二破裂面。 （2）主动土压力系数K 和1K

cos()

(tan tan )0.20sin()

K θϕθαθψ+=

+=+

1 3.1b atg h tg tg θ

θα

-=

=+

20.83d

h tg tg θα

=

=+

312 3.85h H h h =--=

03122211(1) 1.392h h h a

K H H H

=+

-+= （3）求主动土压力a E 及土压力的作用点

2111

187.87.80.20 1.39

22

152.2kN m

a a E H K K γ==⨯⨯⨯⨯⨯= cos()152.2cos(1610.20)151.4kN m sin()152.2sin(1610.20)15.4kN m

x a y a E E E E αδαδ=+=⨯︒-︒==+=⨯︒-︒=

2301121

()(32)332.638m

x a H h h h h H H Z H K -+-=+

=

3.5m

5.031=+=+=l b B

tan 3.5 2.6380.17 3.94m y x Z B Z α=-=+⨯=

1.5挡土墙抗滑稳定性验算

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。即：

101(0.9)0.9tan Q y Q x G E u G E γαγ++≥

式中：G-挡土墙自重

2G ＝137.822514.8kN k V γ=⨯⨯=，1G ＝20.50.8228.8kN k

V γ=⨯⨯=，

12514.88.8522.8kN G G G =+=+=

Ex,Ey-墙背主动土压力的水平与垂直分力 0α—基底倾斜角 u —基底摩擦系数，取0.5 1Q γ—主动土压力分项系数，取1.4 不等式左边为：

10

(0.9)0.9(0.9522.8 1.415.4)0.50.9522.80246.04Q y G Gtg tg γμα+E +=⨯+⨯⨯+⨯⨯︒=