重力式挡土墙课程设计(通用版)

重力式挡土墙课程设计

作者姓名

学号

班级

学科专业土木工程

指导教师

所在院系建筑工程系

提交日期

设计任务书

一、 设计题目

本次课程设计题目：重力式挡土墙设计

二、 设计资料

1、线路资料：建设地点为某一级公路DK23+415.00~DK23+520.00段，在穿过一条深沟时，由于地形限制，无法按规定放坡修筑路堤，而采取了贴坡式（仰斜式）浆砌片石挡土墙。线路经过的此处是丘陵地区，石材比较丰富，挡土墙在设计过程中应就地选材，结合当地的地形条件，节省工程费用。

2、墙后填土为碎石土，重度30/18m kN =γ，内摩擦角 35=ϕ；墙后填土表面为水平，即 0=β，其上汽车等代荷载值2/15m kN q =；地基为砾石类土，承载力特征值kPa f k 750=；外摩擦角δ取 14；墙底与岩土摩擦系数6.0=μ。

3、墙体材料采用MU80片石，M10水泥砂浆，砌体抗压强1.142/mm N ，砌体重度30/24m kN =γ。

4、挡土墙布置形式及各项计算参数如下图所示：

图4-1 挡土墙参数图（单位：m ）

目录

设计任务书 (2)

一、设计题目 (2)

二、设计资料 (2)

设计计算书 (4)

一、设计挡土墙的基础埋深、断面形状和尺寸 (4)

二、主动土压力计算 (4)

1、计算破裂角 (4)

2 、计算主动土压力系数K和K1 (4)

3、计算主动土压力的合力作用点 (5)

三、挡土墙截面计算 (5)

1、计算墙身重G及力臂Z G (6)

2、抗滑稳定性验算 (6)

3、抗倾覆稳定性验算 (6)

4、基底应力验算 (7)

5、墙身截面应力验算 (7)

四、设计挡土墙的排水措施 (8)

五、设计挡土墙的伸缩缝和沉降缝 (8)

六、参考文献 (8)

七、附图 (8)

设计计算书

一、设计挡土墙的基础埋深、断面形状和尺寸

如图所示，挡土墙墙体高为H=8.5m ，基础埋置深度d=1.5m,墙身纵向分段长度为L=10m ；墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1：0.2(︒-=11.31α)，墙底倾斜度0.2:1（ω=11.31°），墙顶宽2.1m ，墙底宽2m 。

二、主动土压力计算

1、 计算破裂角

经试算，按破裂面交于荷载中部进行计算：

2.0-tan )H

2h (H )tan 2h H(H -00==++=ααA ︒︒︒=+︒-=++=69.331511.3130δαϕψ<90°

tan θ=-tan ψ+))(tan tan (cot A ++ψψϕ

=-0.667+)2.0667.0)(667.0866.0(++=0.486

θ=26°

2 、计算主动土压力系数K 和K 1

K=()αθψθϕθtan tan )

sin()cos(+++ 186.0)31.11tan 26(tan )

69.3326sin 3026cos =︒-+︒⨯︒+︒︒+︒=（）（

m h 833.018/15γ/q 0===

03=h

m h H h 5.80-5.834==-=

+=11K 2402H h h =20.15.85.8833.0212

=⨯⨯+ 3、计算主动土压力的合力作用点

kN 14520.1186.05.8182

121212=⨯⨯⨯⨯==K K H E γ kN 7.1441531.11cos(145)cos(=+-⨯=+=︒︒）δαE E x

3.9)1531.11sin(145)sin(=+-⨯=+=︒︒δαE E y kN

1

24403)23(3K H H h h h H Z y -+= =

m 065.320.15.83)5.825.83(5.8833.035.82=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯+ 三、挡土墙截面计算

图3-4-1 挡土墙计算图

1、计算墙身重G 及力臂Z G

墙身体积计算：

()30111172.01.25.81.2)tan (m b H b V =⨯-⨯=-=α

3202

12441.02.01.25.0tan 5.0m b V =⨯⨯==α

墙身自重计算：

kN 3742217o 11=⨯==γV G

N V G k 7.922441.0o 22=⨯==γ N N N G G G k 7.383k 7.9k 37421=+=+=

力臂Z G 计算：

Z G1=0.125H+0.476b 1=0.125×8.5+0.476×2.1=2.06m

Z G2=0.651b 1=0.651×2.1=1.37m

m 04.27.3837.937.137406.2G G Z G Z 22G 11G =⨯+⨯=+

2、抗滑稳定性验算

0y 1Q G tan 9.0E G 9.0αμγ++）（

2.07.3839.045.0

3.9

4.17.3839.0⨯⨯+⨯⨯+⨯=）（

202.58kN 144.71.4E kN 32.2301Q =⨯=>=x γ

满足抗滑稳定性要求。

3、抗倾覆稳定性验算

墙底倾斜，需把求得的x Z 、y Z 修正为1x Z 、1y Z 。

m b Z Z 645.22.01.2065.3tan 01y 1y =⨯-=-=α

m Z Z 387.12.0065.30.2tan B 0y 1x =⨯-=-=α