重力式挡土墙计算实例
重力式挡土墙设计实例P181
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 =16.25kN/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 1.89Z H h K m =+=+⨯= 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 1.890.19 1.7Z Z h m =-=-= y 1X 0.98 1.70.25 1.41Z 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=+=/221110.50.980.190.093V b h m =⨯⨯=⨯⨯=/2 221 1.86G V KN γ=⨯=G20.6510.6510.980.64Z b m =⨯=⨯=(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=++⨯++⨯-⎡⎤⎣⎦14.730=>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 1计算时间: 2013-03-27 13:03:33 星期三-——-—--—-——-———-———-——-——-—————-—----—-——--—--—-—---——-—-————-—————-—--—原始条件:墙身尺寸:墙身高: 10.000(m)墙顶宽: 0.500(m)面坡倾斜坡度: 1:0。
000背坡倾斜坡度: 1:0。
500采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0。
500(m)墙趾台阶h1: 0。
500(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: 0。
000:1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砌体种类:块石砌体砂浆标号: 10石料强度(MPa): 30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: 19。
000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)地基土容重: 20。
000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 450。
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: 0.500地基土类型: 岩石地基地基土内摩擦角: 30。
000(度)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1 13。
000 0。
000 0坡面起始距离: 0.000(m)地面横坡角度: 0。
000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 20。
000(m)===================================================================== 第 1 种情况: 组合1=============================================组合系数: 1。
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
(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
目录1.设计资料 (2)2.墙型选择 (3)3.挡土墙布置 (4)3.1基础埋置深度 (4)4.挡土墙的构造和尺寸初拟 (4)5.挡土墙的主动土压力 (5)5.1车辆荷载作用下的土压力 (5)5.2复杂边界条件下的主动土压力 (5)5.3土压力作用位置 (8)6.挡土墙的验算 (9)6.1抗滑移验算 (9)6.2抗倾覆验算 (9)6.3 地基应力及偏心距验算 (10)6.4 基础强度验算 (10)6.5 墙底截面强度验算 (10)6.6极限状态验算法 (11)7.改进措施 (15)重力式挡土墙设计1.设计资料(1)高速公路,双向四车道路基宽度为路基宽度26米,即:3.50(中间带)+4×3.75(行车道) +2×3.00( 硬路肩)+2×0.75(土路肩)。
边坡坡度为1:1.5,高填方路堤段,中心填筑高度为10m ,地面坡度平均为5%。
(2)大体可变荷载只考虑正常利用情形下的行车荷载。
(3)挡土墙墙身材料,石料为MU30,砂浆为M7.5,其允许压应力为[]=1500kpa σ,允许剪应力为[]=190kpa τ 。
(4)地基为土质地基,以砂性土为要紧,挡土墙基底的摩擦系数为0.36,地基的承载能力特点值为350kPa 。
(5)墙后填料为砂类土,填土重度取193kN/m ,内摩擦角ϕ为︒34,粘聚力近似为0kPa 。
(6)墙背与填土间的摩擦角δ为ϕ1/2。
(7)季节性冰冻地域,本地最大冻深为1.8m 。
(8)挡土墙设计荷载组合取组合Ⅱ。
(9)其他需要的建筑供给充沛,自行选择,相关资料参照标准选取。
2.墙型选择常见的挡土墙形式有重力式、衡重式、悬臂式、扶壁式、加筋土式、锚杆式和锚定板式及桩板式等。
重力式挡土墙要紧依托墙身自重维持稳固,取材容易,形式简单,施工简便,适用范围普遍。
重力式挡土墙墙身截面大,圬工数量也大,在软弱地基上修建往往受到地基承载力的限制。
若是墙太高,材料花费多,那么不经济。
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。
重力式挡土墙计算书
计算项目:重力式挡土墙2m原始条件:墙身尺寸:墙身高:2. OOO(m)墙顶宽:0. 800 (m)面坡倾斜坡度:1:0.250 背坡倾斜坡度:1:-0.250 采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶bl: 0. 300(m) 墙趾台阶hl: 0. 500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率:0.200:1物理参数:行工砌体容重:24. 000(kN∕m3)垮工之间摩擦系数:0.400地基土摩擦系数:0∙ 700墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力:110. 000(kPa) 墙身砌体容许拉应力:150. 000 (kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力:280. 000(kPa)场地环境:浸水地区墙后填土内摩擦角:30. 000(度)墙后填土粘聚力:0. 000 (kPa)墙后填土容重:20. 500(kN∕m3)墙背与墙后填土摩擦角:15. 000(度) 地基土容重:25.200(kN∕m3)修正后地基承载力特征值:300. 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:LOOO 墙底摩擦系数:0.300 地基土类型:土质地基地基土内摩擦角:30. 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1 5.000 0.000 1第 1 个:距离0. 000 (m),宽度5. 000 (m),高度0. 250 (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:0.000(m)挡墙外侧常年水位标高:0.000 (m)第1种情况:一般情况[土压力计算]计算高度为2. 21(Km)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角:38. 937(度)Ea=7. 109 (kN) Ex=7. 108 (kN) Ey=O. 120 (kN)作用点高度Zy=O. 862 (m) 墙身截面积=1.865 (m2)重量=44. 766 (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:20.00 -9. 50 -0. 49 -1.33墙背坡侧:-24.41 6.10 0. 43 -1.47墙底面: 3. 09 15.43 -0. 27 -2. 11 (-*)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0. 300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=11.310 (度)Wn = 32. 093 (kN) En = 1.771 (kN) Wt = 6. 419 (kN) Et = 8. 244 (kN)滑移力=1.825 (kN)抗滑力=10. 159 (kN)滑移验算满足:Kc = 5. 566 > 1.300地基土层水平向:滑移力=8. 431 (kN)抗滑力=23. 762(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2 = 2.818 > 1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw = 0. 876 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂Zx = 1.263 (m)相对于墙趾点,EX的力臂Zy = 0. 652 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=33. 564 (kN-m)抗倾覆力矩=55. 624 (kN-m)倾覆验算满足:KO = 1.657 > 1.600(H)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=33. 864(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=22.060(kN-m)基础底面宽度 B = 1.068 Gn)偏心距 e = ∣-0. 117∣(m) = 0. 117(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn = 0. 651 (m)基底压应力:趾部=10. 826踵部=52. 568 (kPa)最大应力与最小应力之比=52. 568 / 10. 826 = 4. 856作用于基底的合力偏心距验算满足:e=-0. 117 <= 0. 250*1.068=0. 267(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=10. 826 <= 360. 000 (kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=52. 568 <= 390. 000 (kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=31. 697 <= 300. 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:20.00 -9.50 -0.49 -1.33墙背坡侧:-20.00 5.00 0.47 -1.33验算截面以上,墙身截面积=1.750 (m2)重量=42. 000 (kN) 相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 0. 887 (m) 相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 1.263 (m) 相对于验算截面外边缘,EX的力臂Zy = 0. 652 (In)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=46. 620(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=29.342(kN-m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0. 629(m)截面宽度 B = 1. 100 (m)偏心距el = 1-0. 079 (m) = 0. 079(m)截面上偏心距验算满足:CI= -0. 079 <= 0. 300*1. 100 = 0. 330(m)截面上压应力:面坡=24. 032背坡=60. 732 (kPa)压应力验算满足:计算值=60. 732 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-10. 491 <= 110.000(kPa)(六)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为1.5OoGn)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角:38. 937(度)Ea=3. 804 (kN) Ex=3. 803 (kN) Ey=O. 064 (kN)作用点高度Zy=O. 608 (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) 丫分力(kN) Xc (m) Yc (m)墙面坡侧:11.25 -2.81 -0. 25 -1.00墙背坡侧:-11.25 2.81 0. 55 -1.00验算截面以上,墙身截面积二 1.200 (m2) 重量=28. 800 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw = 0. 587 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx = 0. 952 (m)相对于验算截面外边缘,EX的力臂Zy = 0. 608 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=28.864(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=12.419(k2m)相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn = 0. 430(m)截面宽度 B = 0. 800 (m)偏心距el = ∣-0. 030 (m) = 0. 030(m)截面上偏心距验算满足:el= -0. 030 <= 0. 300*0. 800 = 0. 240(m)截面上压应力:面坡=27. 890背坡=44. 270 (kPa)压应力验算满足:计算值=44. 270 <= 2100. OOO (kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-9. 678 <= 110. OOO (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=10. 159(kN),滑移力=1.825(kN) O 滑移验算满足:Kc = 5. 566 > 1,300安全系数最不利为:组合1(一般情况)抗滑力=23. 762(kN),滑移力=8. 431 (kN) 0地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2 = 2.818 > 1.300(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=55.624(kN-M),倾覆力矩=33. 564(kN-m)o倾覆验算满足:KO = 1.657 > 1.600(H)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. 117 <= 0. 250*1.068:0. 267(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=10. 826 <= 360. 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=52. 568 <= 390. 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=31. 697 <= 300. 000(kPa)(四)基础验算不做强度计算。
挡土墙计算算例
挡土墙计算算例在土木工程领域,挡土墙是一种常见的结构,用于支撑土体或其他材料,防止其坍塌或滑移。
为了确保挡土墙的稳定性和安全性,准确的计算是至关重要的。
下面将通过一个具体的算例来详细介绍挡土墙的计算过程。
假设有一个重力式挡土墙,其高度为 5 米,墙背倾斜角度为 10°,墙顶宽度为 1 米,墙底宽度为 3 米。
墙后填土为砂土,重度为 18kN/m³,内摩擦角为 30°,墙与填土之间的摩擦角为 15°。
首先,我们需要计算土压力。
土压力的计算可以采用库仑土压力理论。
根据库仑土压力理论,主动土压力系数 Ka 可以通过以下公式计算:\Ka =\frac{\cos^2(\varphi \delta)}{\cos^2\delta \cos(\delta +\alpha)\left1 +\sqrt{\frac{\sin(\varphi +\alpha)\sin(\varphi \beta)}{\cos(\delta +\alpha)\cos(\delta \beta)}}\right^2}\其中,φ 为填土的内摩擦角,δ 为墙与填土之间的摩擦角,α 为墙背倾斜角度,β 为填土表面倾斜角度(此处假设为 0)。
将数值代入公式可得:\Ka =\frac{\cos^2(30° 15°)}{\cos^215°\cos(15°+ 10°)\left1 +\sqrt{\frac{\sin(30°+ 10°)\sin(30° 0°)}{\cos(15°+ 10°)\cos(15° 0°)}}\right^2} \approx 0307\然后,计算土压力的大小。
主动土压力Ea 可以通过以下公式计算:\Ea =\frac{1}{2}\gamma h^2 Ka\其中,γ 为填土的重度,h 为挡土墙的高度。
重力式挡土墙验算
重力式挡土墙验算[执行标准:通用]计算项目: 5m 高重力式挡土墙------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 6.000(m) 墙顶宽: 0.800(m)面坡倾斜坡度: 1:0.300 背坡倾斜坡度: 1:0.000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) 墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa)挡土墙类型: 抗震区挡土墙 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: 24.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 1200.000(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地震作用墙趾值提高系数: 1.500 地震作用墙踵值提高系数: 1.625地震作用平均值提高系数: 1.250 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 岩石地基地基土内摩擦角: 50.000(度) 地震烈度: 设计烈度7度 水上地震角: 1.50 水下地震角: 2.50 水平地震系数: 0.10 重要性修正系数: 1.00 综合影响系数: 0.25 抗震基底容许偏心距:B/5 地震力调整系数: 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 1 2.500 0.000 0坡面起始距墙顶距离: 1.000(m) 地面横坡角度: 0.000(度) 墙顶标高: 0.000(m)基础类型: 钢筋混凝土底板基础 悬挑长度: 0.300(m) 根部高度: 0.200(m) 端头高度: 0.200(m) 榫头宽度: 0.000(m) 榫头高度: 0.000(m)基础容重: 23.000(kN/m3)钢筋容许拉应力: 150.000(MPa) 混凝土容许主拉应力: 0.530(MPa) 混凝土容许剪应力: 0.800(MPa) 钢筋合力点到基底距离: 50(mm)===================================================================== 第 1 种情况: 一般情况[土压力计算] 计算高度为 6.000(m)处的库仑主动土压力 按实际墙背计算得到:第1破裂角: 30.270(度)Ea=58.454 Ex=55.749 Ey=17.578(kN) 作用点高度 Zy=1.667(m) 墙身截面积 = 10.200(m2) 重量 = 234.600 kN (一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500因墙下基础为钢筋混凝土底板,所以需要验算基础底面的滑移稳定性 基础截面积 = 0.580(m2) 基础重量 Wj= 13.340 kN 滑移力= 55.749(kN) 抗滑力= 132.759(kN) 滑移验算满足: Kc = 2.381 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.671 (m) 相对于墙趾点,Ey 的力臂 Zx = 2.600 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 1.667 (m)基础为钢筋混凝土底板,验算挡土墙绕基础趾点倾覆稳定性基础截面积 = 0.580(m2) 基础重量 Wj= 13.340 kN基础重心距离基础趾点的水平距离 = 1.450(m)倾覆力矩= 104.064(kN-m) 抗倾覆力矩= 532.618(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 5.118 > 1.500(三) 地基应力及偏心距验算基础为钢筋混凝土底板,验算底板下的偏心距及基底压应力基础截面积 = 0.580(m2) 基础重量 Wj= 13.340 kN作用于基础底的总竖向力 = 265.518(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=428.553(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.900 (m) 偏心距 e = -0.164(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.614(m)基底压应力: 趾部=60.485 踵部=122.630(kPa)最大应力与最小应力之比 = 122.630 / 60.485 = 2.027作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.164 <= 0.250*2.900 = 0.725(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=60.485 <= 1440.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=122.630 <= 1560.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=91.558 <= 1200.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为钢筋混凝土底板,需要作强度验算基础截面积 = 0.580(m2) 基础重量 Wj= 13.340 kN基础底面宽度 B = 2.900 (m) 偏心距 e = -0.164(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.614(m)基础底压应力: 趾部=60.485 踵部=122.630(kPa)剪应力验算满足: Q = 19.110(kN) <= h*[t] = 160.000(kN)主拉应力验算满足: Q = 19.110(kN) <= 69.165(kN)钢筋面积: As = 143.97(mm2/m)(五) 墙底截面强度验算验算截面以上,墙身截面积 = 10.200(m2) 重量 = 234.600 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.671 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.600 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.667 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 252.178(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=344.707(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.367(m)截面宽度 B = 2.600 (m) 偏心距 e1 = -0.067(m)截面上偏心距验算满足: e1= -0.067 <= 0.300*2.600 = 0.780(m)截面上压应力: 面坡=82.013 背坡=111.970(kPa)压应力验算满足: 计算值= 111.970 <= 2100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -17.355 <= 110.000(kPa)=====================================================================第 2 种情况: 地震情况[土压力计算] 计算高度为 6.000(m)处的库仑主动土压力按实际墙背计算得到:第1破裂角: 31.460(度)Ea=61.868 Ex=59.005 Ey=18.604(kN) 作用点高度 Zy=1.667(m) 墙身截面积 = 10.200(m2) 重量 = 234.600 kN全墙(包括基础)地震力=6.199(kN) 作用点距墙顶高度=3.345(m)(一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500因墙下基础为钢筋混凝土底板,所以需要验算基础底面的滑移稳定性基础截面积 = 0.580(m2) 基础重量 Wj= 13.340 kN滑移力= 65.203(kN) 抗滑力= 133.272(kN)滑移验算满足: Kc = 2.044 > 1.100(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 1.671 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 2.600 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 1.667 (m)基础为钢筋混凝土底板,验算挡土墙绕基础趾点倾覆稳定性基础截面积 = 0.580(m2) 基础重量 Wj= 13.340 kN基础重心距离基础趾点的水平距离 = 1.450(m)倾覆力矩= 127.839(kN-m) 抗倾覆力矩= 535.595(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 4.190 > 1.200(三) 地基应力及偏心距验算基础为钢筋混凝土底板,验算底板下的偏心距及基底压应力基础截面积 = 0.580(m2) 基础重量 Wj= 13.340 kN作用于基础底的总竖向力 = 266.544(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=407.756(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.900 (m) 偏心距 e = -0.080(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.530(m)基底压应力: 趾部=76.739 踵部=107.084(kPa)最大应力与最小应力之比 = 107.084 / 76.739 = 1.395作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.080 <= 0.200*2.900 = 0.580(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=76.739 <= 1800.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=107.084 <= 1950.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=91.912 <= 1500.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为钢筋混凝土底板,需要作强度验算基础截面积 = 0.580(m2) 基础重量 Wj= 13.340 kN基础底面宽度 B = 2.900 (m) 偏心距 e = -0.080(m)基础底面合力作用点距离趾点的距离 Zn = 1.530(m)基础底压应力: 趾部=76.739 踵部=107.084(kPa)剪应力验算满足: Q = 23.493(kN) <= h*[t] = 160.000(kN)主拉应力验算满足: Q = 23.493(kN) <= 69.165(kN)钢筋面积: As = 178.82(mm2/m)(五) 墙底截面强度验算验算截面以上地震力=5.865(kN) 作用点距墙顶高度=3.529(m)验算截面以上,墙身截面积 = 10.200(m2) 重量 = 234.600 kN相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 1.671 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 2.600 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 1.667 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 253.204(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=327.460(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 1.293(m)截面宽度 B = 2.600 (m) 偏心距 e1 = 0.007(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.007 <= 0.400*2.600 = 1.040(m)截面上压应力: 面坡=98.900 背坡=95.872(kPa)压应力验算满足: 计算值= 98.900 <= 3150.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -14.005 <= 110.000(kPa)=================================================各组合最不利结果=================================================(一) 滑移验算安全系数最不利为:组合2(地震情况)抗滑力 = 133.272(kN),滑移力 = 65.203(kN)。
重力式挡土墙计算书
= e=|B/|=<B/6= 小偏心受压 pk
∴地基承载力满足要求 4、墙身强度验算:
示意图 验算离墙顶处截面Ⅰ-Ⅰ的应力 截面Ⅰ-Ⅰ以上主动土压力
)2=m 截面Ⅰ-Ⅰ以上挡土墙自重 G1=36KN G2= Gk 围墙= 截面Ⅰ-Ⅰ以上法相总压力
N1k=36++= N1 作用点离 O1 点距离
> ∴抗倾覆稳定满足要求 2、抗滑移稳定验算:
示意图 G1= G2= G3= G4= Gn= Gt=
)2=
∴抗滑移稳定性满足要求 3、地基承载力验算:
Gk 围墙= Nk=
= e=|B/|=<B/6=
小偏心受压 pk
∴地基承载力满ห้องสมุดไป่ตู้要求 4、墙身强度验算:
示意图 验算离墙顶处截面Ⅰ-Ⅰ的应力 截面Ⅰ-Ⅰ以上主动土压力
)2=m 截面Ⅰ-Ⅰ以上挡土墙自重 G1= G2= Gk 围墙= 截面Ⅰ-Ⅰ以上法相总压力 N1k=++= N1 作用点离 O1 点距离
= E1=||=<B/6= 截面Ⅰ-Ⅰ以上法向相应力 pk
截面Ⅰ-Ⅰ面上的剪应力 <0
其中 f 为砌体的摩擦系数,取 f= ∴墙身强度满足要求。
= E1=||=<B/6= 截面Ⅰ-Ⅰ以上法向相应力 pk
截面Ⅰ-Ⅰ面上的剪应力 <0
其中 f 为砌体的摩擦系数,取 f= ∴墙身强度满足要求。
(二)挡土墙计算 毛石容重不小于 20KN/m3
主动土压力=18/=m 地面活=10/3= KN/m 1、抗倾覆验算:
示意图
G1= G2= G3= G4=
)2=
(一)挡土墙计算 毛石容重不小于 20KN/m3
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。
重力式挡土墙验算
重力式挡土墙验算一、重力式挡土墙的工作原理重力式挡土墙主要依靠自身的重力来抵抗墙后土压力。
当土体作用在挡土墙上时,会产生水平和垂直的分力。
重力式挡土墙通过其自身的重量和墙底与地基之间的摩擦力,来平衡这些土压力,从而保持稳定。
二、重力式挡土墙验算的主要内容1、抗滑移稳定性验算抗滑移稳定性是指挡土墙在土压力作用下,沿基底不会发生滑移的能力。
其验算公式为:Ks =(G + Ean)μ / Eax其中,Ks 为抗滑移稳定安全系数;G 为挡土墙自重;Ean 为墙后土压力的垂直分力;μ 为基底摩擦系数;Eax 为墙后土压力的水平分力。
一般要求 Ks 大于规定的安全系数。
2、抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性是指挡土墙在土压力作用下,绕墙趾不会发生倾覆的能力。
其验算公式为:Kt =(Gx0 + Eazxf)/(Eaxxf)其中,Kt 为抗倾覆稳定安全系数;x0 为挡土墙重心至墙趾的水平距离;xf 为土压力作用点至墙趾的水平距离;Eaz 为墙后土压力的竖向分力。
通常 Kt 也需要大于规定的安全系数。
3、基底应力验算基底应力验算主要是检查基底的最大和最小应力是否超过地基的承载能力。
基底应力分布应满足以下条件:σmax ≤ 12fσmin ≥ 0其中,σmax 为基底最大应力;σmin 为基底最小应力;f 为地基承载力特征值。
4、墙身强度验算墙身强度验算包括抗压强度验算和抗剪强度验算。
根据挡土墙的材料和受力情况,计算墙身所承受的压力和剪力,并与材料的强度指标进行比较,确保墙身不会发生破坏。
三、验算所需的参数确定1、土压力计算土压力的计算方法有多种,常见的有库仑土压力理论和朗肯土压力理论。
根据实际情况选择合适的理论,并确定土的物理力学参数,如内摩擦角、粘聚力、重度等。
2、挡土墙几何尺寸包括墙高、墙顶宽度、墙底宽度、墙背坡度等。
这些尺寸的确定需要综合考虑工程要求、地形条件、地基情况等因素。
3、材料参数如挡土墙所用材料的重度、抗压强度、抗剪强度等。
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。
重力式挡土墙课程设计计算书
重力式挡土墙课程设计计算书重力式挡土墙课程设计挡土墙是一种建筑物,用于支撑天然边坡或人工边坡,以保持土体的稳定。
根据墙的形式,挡土墙可以分为重力式挡土墙、加筋挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙等。
本设计采用重力式挡土墙。
1.1挡土墙设计资料本设计采用浆砌片石重力式路堤墙,填土边坡为1:1.5,墙背仰斜,坡度为1:0.15~1:0.35.公路等级为二级,车辆荷载等级为公路-II级,挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I、II。
墙背填土容重为γ=17.8kN/m3,计算内摩擦角为Φ=42°,填土与墙背间的内摩擦角为δ=Φ/2=21°。
地基为砂类土,容许承载力为[σ]=810kPa,基底摩擦系数为μ=0.43.墙身材料采用5号砂浆砌30号片石,砌体容许压应力为[σa]=600kPa,容许剪应力为[τ]=100kPa,容许拉应力为[σwl]=60 kPa。
1.2确定计算参数设计挡墙高度为H=4m,墙上填土高度为a=2m,填土边坡坡度为1:1.5,墙背仰斜,坡度为1:0.25.填土内摩擦角为42,填土与墙背间的摩擦角为/221;墙背与竖直平面的夹角为arctan.2514.036。
墙背填土容重为17.8kN/m3,地基土容重为17.7kN/m3.挡土墙尺寸具体见图1.1.1.3车辆荷载换算1.3.1试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度假定破裂面交于荷载内侧,不计车辆荷载作用时,计算棱体参数A、B。
其中,(a+H+2h)(a+H)=(a+H)2= (2+4)2=18,B=ab-H(H+2a)tanα=2×3-4×(4+2×2)tan(−14.036)=7,A=B7=0.389,ψ=Φ+α+δ=42°−14.036°+21°=48.964°,tanθ=−tanψ±(cotΦ+tanψ)(tanψ+A)=−tan48.964°+(cot42°+tan48.9 64°)×(tan48.964°+0.389)=0.715,θ=arctan0.715=35.57°>arctan(B/(4×0.25+3−2))=33.69°。
重力式挡土墙设计计算实例
挡土墙基底应力及合理偏心距
每延米作用于基底总竖向力 N1=479.74kN 基底面积A=2.14m2 得p=224.18kPa<400kPa
作用于基底的的偏心距
M=28.554kN·m 得出偏心距 e=0.06m<B/6=0.3m
挡土墙断面强度验算
Ⅰ—Ⅰ截面验算如下: 强度验算: α k=1.01 A=2.14m2 Rk=600kPa Nj≤ Ψkα kA Rk=516.49kN
破裂棱体假设计算
A0=37 B0=9.25 α =-14︒02´ 得出tgθ =0.724,θ =35︒58´
L0=H(tgθ +tg α )=3.79m
L1=Nb+(N-1)m+d=5.5m 得出L0<L1,假设成立。
土压力及作用位置计算
根据主动土压力公式计算得出: Ea=121.42kN Ex=121.40kN Ey=2.03kN
5.挡土墙强身断面尺寸验算
6.挡土墙的伸缩缝与沉降缝,排水设施设计; 7.画出纵断面布置图、挡土墙断面图 8.单位长度工程量计算
荷载布置形式及挡土墙截面形式拟定
1、荷载沿硬路肩边缘 布置,在路面引起的应 力为q=12.5kPa。 2、挡土墙顶宽1.8m, 墙背坡度1::0.25,基 底倾斜角tanα 0=0.2, 基础埋深1.0m,墙趾展 宽0.5m,墙趾顶面距基 底0.8m。
Thank you for your view!
挡土墙伸缩沉降缝与排水设施设计
墙体每隔15m分段长设置伸缩沉降缝,宽2cm, 沿墙顶、内、外填塞沥青麻筋深度20cm。
排水孔采用10cmX10cm方孔并向外倾斜,坡度 5%,每排之间上下间距2m,泄水孔之间水平间距 2.5m,最下排距地面1m。
重力式挡土墙计算例题
重力式挡土墙计算例题1. 重力式挡土墙概述说到重力式挡土墙,大家可能会想:“这是什么东东啊?”其实,重力式挡土墙就是一种用来防止土壤滑坡或者支撑土体的墙,听起来挺高大上的吧?它的主要任务就是靠自己的重力来抵抗土壤的推力。
你要知道,这种墙可不是随随便便就能立起来的,它可是要经过一番精密计算的,不然一不小心就“玩脱”了,那可是相当尴尬的事情哦。
想象一下,如果你在家里后院想搭个挡土墙,防止土块往下滑,那你可得好好琢磨一下墙的高度、厚度,还有材料的选择。
想要这堵墙坚固不摧,重力可得发挥到极致,才能把那些调皮的土壤牢牢压住。
总之,设计重力式挡土墙就像是一场智力大考,得仔细思量,认真对待。
2. 计算步骤2.1 确定设计参数好,咱们开始吧!首先,设计重力式挡土墙之前,你得确定一些基本参数,比如说土壤的性质、墙的高度、倾斜角度等等。
这些信息就像是你人生的基础资料,没有这些,怎么能往下进行呢?比如,土壤的密度一般在1.52.0吨每立方米之间,这个范围就像你去超市买东西,得看看标签,不能随便拿。
再来,墙的高度也很关键,通常设计的高度不能超过3米,要是超过了,整堵墙就像一只高傲的公鸡,根本不够稳当。
然后就是墙的倾斜度,通常要在3:1到2:1之间,太直了可能就会像个大灯泡,转个身就“咔嚓”了。
2.2 计算墙的重量接下来,咱们要计算墙的重量。
这个步骤就好比你要称一下自家的狗,得知道它有多重,才能决定要喂多少食物。
墙的重量可以通过体积乘以材料的密度来算。
比如说,假设墙的基础部分宽2米、高3米,那墙的体积就是2乘以3乘以厚度(假设0.5米),一算就得出体积啦。
然后,把体积乘以材料的密度,你就能得到这堵墙的重量。
比如说,假设密度是2吨每立方米,那墙的重量就是体积乘以2,搞定!这一步可得小心翼翼,不然墙“重”了,你的设计就要“大失水准”了。
3. 力学分析3.1 土压力计算好了,接下来咱们来聊聊土压力。
土壤给墙施加的压力就像是小孩儿对大人的“撒娇”,虽然是无形的,但绝对不能小觑。
重力式挡土墙验算(直立式)
重力式挡土墙验算[执行标准:公路]计算项目:重力式挡土墙 3计算时间:2017-12-11 15:10:03 星期一------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身高: 2.000(m)墙顶宽: 0.500(m)面坡倾斜坡度: 1:0.200背坡倾斜坡度: 1:0.000墙底倾斜坡率: 0.200:1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: 800.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力: 110.000(kPa)墙身砌体容许剪应力: 80.000(kPa)材料抗压极限强度: 2.500(MPa)材料抗力分项系数: 2.310系数αs: 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: 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)修正后地基承载力特征值: 150.000(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: 30.000(度)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1 3.000 0.000 0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: 1.0001. 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 2.180(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 30.254(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 30.254(度)Ea=11.112(kN) Ex=10.598(kN) Ey=3.341(kN) 作用点高度 Zy=0.727(m) 墙身截面积 = 1.481(m2) 重量 = 34.063 (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 = 11.310 (度)Wn = 33.402(kN) En = 5.355(kN) Wt = 6.680(kN) Et = 9.737(kN) 滑移力= 3.056(kN) 抗滑力= 19.378(kN)滑移验算满足: Kc = 6.341 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 19.030(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 10.598(kN) 抗滑力= 19.431(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.834 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 0.544 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 0.900 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 0.547 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 5.793(kN-m) 抗倾覆力矩= 21.528(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 3.716 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 12.031(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 = 38.756(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=15.735(kN-m) 基础底面宽度 B = 0.918 (m) 偏心距 e = 0.053(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.406(m)基底压应力: 趾部=56.833 踵部=27.620(kPa)最大应力与最小应力之比 = 56.833 / 27.620 = 2.058作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.053 <= 0.167*0.918 = 0.153(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=56.833 <= 180.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=27.620 <= 195.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=42.226 <= 150.000(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 = 1.400(m2) 重量 = 32.200 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.540 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 0.900 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.547 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 35.541(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=14.617(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.411(m)截面宽度 B = 0.900 (m) 偏心距 e1 = 0.039(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.039 <= 0.250*0.900 = 0.225(m)截面上压应力: 面坡=49.686 背坡=29.295(kPa)压应力验算满足: 计算值= 49.686 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -4.021 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 35.541(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.978挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 0.900(m2)材料抗压极限强度Ra = 2500.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.987计算强度时:强度验算满足: 计算值= 35.541 <= 952.855(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 35.541 <= 940.423(kN)=====================================================================第 2 种情况: 组合2=============================================组合系数: 1.0001. 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 2.180(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 30.254(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 30.254(度)Ea=11.112(kN) Ex=10.598(kN) Ey=3.341(kN) 作用点高度 Zy=0.727(m) 墙身截面积 = 1.481(m2) 重量 = 34.063 (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 = 11.310 (度)Wn = 33.402(kN) En = 5.355(kN) Wt = 6.680(kN) Et = 9.737(kN) 滑移力= 3.056(kN) 抗滑力= 19.378(kN)滑移验算满足: Kc = 6.341 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 19.030(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 10.598(kN) 抗滑力= 19.431(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.834 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 0.544 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 0.900 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 0.547 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 5.793(kN-m) 抗倾覆力矩= 21.528(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 3.716 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 12.031(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 = 38.756(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=15.735(kN-m)基础底面宽度 B = 0.918 (m) 偏心距 e = 0.053(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.406(m)基底压应力: 趾部=56.833 踵部=27.620(kPa)最大应力与最小应力之比 = 56.833 / 27.620 = 2.058作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.053 <= 0.167*0.918 = 0.153(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=56.833 <= 180.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=27.620 <= 195.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=42.226 <= 150.000(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 = 1.400(m2) 重量 = 32.200 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.540 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 0.900 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.547 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 35.541(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=14.617(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.411(m)截面宽度 B = 0.900 (m) 偏心距 e1 = 0.039(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.039 <= 0.250*0.900 = 0.225(m)截面上压应力: 面坡=49.686 背坡=29.295(kPa)压应力验算满足: 计算值= 49.686 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -4.021 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 35.541(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.978挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 0.900(m2)材料抗压极限强度Ra = 2500.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.987计算强度时:强度验算满足: 计算值= 35.541 <= 952.855(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 35.541 <= 940.423(kN)===================================================================== 第 3 种情况: 组合3=============================================组合系数: 1.0001. 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 2.180(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 30.254(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角: 30.254(度)Ea=11.112(kN) Ex=10.598(kN) Ey=3.341(kN) 作用点高度 Zy=0.727(m) 墙身截面积 = 1.481(m2) 重量 = 34.063 (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 = 11.310 (度)Wn = 33.402(kN) En = 5.355(kN) Wt = 6.680(kN) Et = 9.737(kN)滑移力= 3.056(kN) 抗滑力= 19.378(kN)滑移验算满足: Kc = 6.341 > 1.300滑动稳定方程验算:滑动稳定方程满足: 方程值 = 19.030(kN) > 0.0地基土层水平向: 滑移力= 10.598(kN) 抗滑力= 19.431(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.834 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点,墙身重力的力臂 Zw = 0.544 (m)相对于墙趾点,Ey的力臂 Zx = 0.900 (m)相对于墙趾点,Ex的力臂 Zy = 0.547 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 5.793(kN-m) 抗倾覆力矩= 21.528(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 3.716 > 1.500倾覆稳定方程验算:倾覆稳定方程满足: 方程值 = 12.031(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 = 38.756(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=15.735(kN-m) 基础底面宽度 B = 0.918 (m) 偏心距 e = 0.053(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.406(m)基底压应力: 趾部=56.833 踵部=27.620(kPa)最大应力与最小应力之比 = 56.833 / 27.620 = 2.058作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.053 <= 0.167*0.918 = 0.153(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=56.833 <= 180.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=27.620 <= 195.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=42.226 <= 150.000(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 = 1.400(m2) 重量 = 32.200 (kN)相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂 Zw = 0.540 (m)相对于验算截面外边缘,Ey的力臂 Zx = 0.900 (m)相对于验算截面外边缘,Ex的力臂 Zy = 0.547 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力 = 35.541(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=14.617(kN-m) 相对于验算截面外边缘,合力作用力臂 Zn = 0.411(m)截面宽度 B = 0.900 (m) 偏心距 e1 = 0.039(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.039 <= 0.250*0.900 = 0.225(m)截面上压应力: 面坡=49.686 背坡=29.295(kPa)压应力验算满足: 计算值= 49.686 <= 800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -4.021 <= 80.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数γ0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 35.541(kN)轴心力偏心影响系数αk = 0.978挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 0.900(m2)材料抗压极限强度Ra = 2500.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数γf = 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk = 0.987计算强度时:强度验算满足: 计算值= 35.541 <= 952.855(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 35.541 <= 940.423(kN)=================================================各组合最不利结果=================================================(一) 滑移验算安全系数最不利为:组合1(组合1)抗滑力 = 19.378(kN),滑移力 = 3.056(kN)。
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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︒=35ϕ,填料与墙背的摩擦角2ϕδ=。
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'︒==︒='︒=30172352618ϕδϕα,,得: '︒='︒+'︒+︒=++=56703017261835δαϕω149.028.77318.2381.1183.022*********.024665.0383.025.1222222000-=-=⨯+++'︒⨯++-+⨯+⨯⨯=+++++-++=))(()()())(()()(tg h a H a H tg h a H H d b h ab A α55.0443.3893.2149.0893.2893.2428.1893.2149.056705670355670=+-=-++-=-'︒'︒+︒+'︒-=+++-=))(())(())((tg tg ctg tg A tg tg ctg tg tg ωωϕωθ'︒=︒=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 Htg tg 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1K 152.2261855.055.0231='︒+⨯-=+-=tg tg tg atg b h αθθ566.0261855.05.02='︒+=+=tg tg tg d h αθ282.3566.0152.26213=--=--=h h H h395.0261855.0()56704928sin()354928cos(()sin()cos(=︒+'︒+'︒︒+'︒=+++=))tg tg tg K αθωθφθ 698.1151.0547.016282.383.02)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 =δα KN 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 BA bB 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 Gm G 05.1=Z(2)抗滑稳定性验算x Q Q x y Q y E G E G E ≥+++E +1001tan )1.1(]tan (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[0011tg 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。
抗滑稳定性系数Kc=0tan )tan (αμαN E E N x x -+Kc=9.12.0)(5.0)tan (0=⨯+-⨯++y x x y E G E E E G α〉1.3故满足抗滑稳定性的要求 (3)抗倾覆稳定性验算0)(8.01>Z E -Z E +Z x x y y G Q G γ)55.196.17522.253.127(4.105.12368.0)(8.01⨯-⨯⨯+⨯⨯=Z E -Z E +Z x x y y G Q G γ 077.212>= 故满足抗倾覆稳定性的方程 抗倾覆稳定性系数K 0=xx yy G Z E Z E GZ +K 0=94.155.117522.253.12705.1236=⨯⨯+⨯〉1.5故满足抗倾覆稳定性的要求 4.基底应力与偏心距验算1) 偏心荷载作用时,作用于基底的合力偏心距:N Be Z -=20 yxx y y G yNE G Z E Z E GZ +-+=NM -M =Z ∑∑∑071.053.12723655.196.17522.253.12705.1236=+⨯-⨯+⨯=m75.071.0292.220=-=Z -=N B e因为487.0692.26==B ,故60B e >,不满足要求。
由于60Be >,将墙趾加宽成宽0.8m ,高0.8m 的台阶后再进行验算。
22]28.08.08.0)8.0392.2(2.092.292.221_)8.0394.092.294.0()94.092.2(621)8.0294.0(694.0[)228.08.0236(⨯⨯⨯++⨯⨯⨯⨯+-+⨯-⨯⨯++⨯⨯='⨯⨯⨯+GZ m Z G77.1=' mE G Z E Z E Z G y yx X y G N 47.1228.053.12723655.196.175)8.022.2(53.12777.1)228.0236(228.0222''=⨯++⨯-+⨯+⨯⨯+=⨯++-+'=Z39.047.128.092.220=-+=Z -=N B e m,40.098.0/39.0cos /000==='αe e m因为62.0672.36==B m ,故60B e <,故满足基底合力偏心距的要求。
2) 基底应力验算)61(maxB e A N d '+'=σ,)61(min B eA N d '-'=σ,其中80.398.0/72.3cos /0==='αB B ,0.1⨯B '=A '=3.80 当基底有倾斜时:y d E G +=N ()0cos α+E x 0sin αKN d 17.4052.096.17598.0)53.1270.250(=⨯+⨯+=Na a KP Kp 500][96.173)8.34.061(8.317.4050max =<=⨯+=σσ a a KP <Kp 500][28.39)8.34.061(8.317.4050min ==⨯-=σσ验算通过,所拟尺寸合理,可以使用。
我们华人音乐有着悠久的历史,有着独特的风格,在世界上,希腊的悲剧和喜剧,印度的梵剧和中国的京剧,被称为【世界三大古老戏剧】,而京剧则是国之瑰宝,是我们华人的骄傲,亦是世界上最璀璨的一颗明珠。
你可知道高山流水遇知音的故事?你可知道诸葛亮身居空城,面对敌兵压境,饮酒抚琴的故事?列宁曾经说过:我简直每天都想听奇妙而非凡的音乐,我常常自豪的,也许是幼稚的心情想,人类怎么会创造出这样的奇迹?一个伟大的无产阶级革命家,为什么对音乐如此痴狂?音乐究竟能给我们带来什么?泰戈尔说:我举目漫望着各处,尽情的感受美的世界,在我视力所及的地方,充满了弥漫在天地之间的乐曲。
【二】音乐,就是灵魂的漫步,是心事的诉说,是情愫的流淌,是生命在徜徉,它可以让寂寞绽放成一朵花,可以让时光婉约成一首诗,可以让岁月凝聚成一条河,流过山涧,流过小溪,流入你我的麦田……我相信所有的人,都曾被一首歌感动过,或为其旋律,或某句歌词,或没有缘由,只是感动,有的时候,我们喜欢一首歌,并不是这首歌有多么好听,歌词写的多么好,而是歌词写的像自己,我们开心的时候听的是音乐,伤心的时候,慢慢懂得了歌词,而真正打动你的不是歌词,而是在你的生命中,关于那首歌的故事……或许,在我们每个人的内心深处,都藏着一段如烟的往事,不经阳光,不经雨露,任岁月的青苔覆盖,而突然间,在某个拐角,或者某间咖啡厅,你突然听到了一首歌,或是你熟悉的旋律,刹那间,你泪如雨下,即使你不愿意去回忆,可是瞬间便触碰了你心中最柔软的地方,荡起了心灵最深处的涟漪,这就是音乐的神奇,音乐的魅力!【三】德国作曲家,维也纳古典音乐代表人贝多芬,49岁时已经完全失聪,然而,他的成名曲【命运交响曲】却是震惊世界,震撼我们的心灵,在他的音乐世界里,你能感受到生命的悲怆,岁月的波澜,和与命运的抗衡,这就是音乐赋予的力量!贝多芬说:音乐是比一切智慧、一切哲学更高的启示,谁能渗透我音乐的意义,便能超脱寻常人无以自拔的苦难。