重力式仰斜式挡土墙设计

仰斜式路肩墙设计

一．挡土墙设计基本资料

(1) 参照原路段设置浆砌片石护坡，基础顶面埋深设置0.8m ；基底土质取砂类土，基底与基底土的摩擦系数1μ=0.4，地基承载力基本容许值f=300kPa 。 （2）墙背填料：

选择天然砂砾做墙背填料，重度3/γ19kN m =，内摩擦角35ϕ=，,墙后土体对墙背的摩擦角δ17.52

ϕ

=

=。

（3）墙体材料：

采用浆砌片石砌筑，采用M7.5号砂浆、MU30号片石，砌石3/γ23kN m = ，轴心抗压强度设计值 [a σ]=1000k a P ，容许弯拉应力[1σ]=140k a P ，允许剪应力

j 90[]kPa τ=。

表1.1挡土墙基本尺寸及资料

图1 挡土墙基本设计尺寸二．挡土墙自重及重心计算

图2.挡土墙自重及重心计算图示

取单位墙长1m ，如下图示，将挡土墙截面分为三部分：

11223312323 1.241110.423 1.5117.2523 1.50.150.51 2.59130.24i i i G V kN G V kN

G V kN G G G G kN

γγγ=•=⨯⨯⨯==•=⨯⨯==•=⨯⨯⨯⨯==++=

截面各部分重心至墙趾1O 的距离：

10.30.50.25(40.25 1.2)/2 1.53e m

=+⨯+⨯+=

2 1.5

0.752e m

== 32 1.513e m =⨯=

全截面重心至墙趾的距离：

112233()/(110.4 1.5317.250.75 2.59 1.0)/130.24 1.42e G e G e G e e m

=++=⨯+⨯+⨯=

墙顶至后踵2O 的高度: H=4.65m

三. 主动土压力计算

图3 挡土墙土压力计算图示

1.破裂角θ

车辆荷载()2104

10.01017.5/8

q KN m -=+⨯

=

车辆荷载换算等代土层厚度为017.5

0.92119

q

h m γ

==

= 假设破裂面交于荷载内，按公式

()

02tan (2)

20.50.921

tan(1402)4.654.6520.9210.231

dh A H H h α

=-+⨯⨯'=

--+⨯=

35140217.53828ψϕαδ''=++=-+=

tan tan tan 3828(cot 35tan 3828)(tan 38280.231)0.7193543θψθ=-+'''=-+++='

∴=

验核破裂面位置：

破裂面距墙踵tan 3.34H m θ•=

荷载内边缘距墙踵tan 1.66d H m α-•= 荷载外边缘距墙踵tan 8.16d H b m α-•+=

1.66 3.348.16m m m ∴<<与假设相符，可用所选计算公式。

2.主动土压力系数K 和1K

1011cos()

(tan tan )

sin()

cos(354335)

(tan 3543tan1402)

sin(35433828)

0.3430.4690.161

0.5

0.480tan tan tan 3543tan1402220.9210.480

1(1)1(1) 1.3554.65 4.65K d h m

h h K H H θϕθαθψθα+=++'+''=

-''+=⨯====''++⨯=+-=+-=

3.主动土压力E 及作用点位置y

Z

后踵点土压力： 2211

19 4.650.161 1.355412 4.81/2

H K E K kN m

γ=⨯⨯⨯⨯==

单位墙长（1m ）土压力的分量：

cos()144.81cos(14.0417.5)144.73/sin()144.81sin(14.04)1 2.7117.5/X Y E E kN m E E kN m αδαδ=⨯=-⨯==⨯=+︒+-=︒++⨯

土压力水平分量的作用点至墙趾的距离：

22010121

22

2(2)1

324.650.921(4.6520.48)0.9210.4832 4.65 1.3551.76y h H h h h Z H H K --=+

-⨯-⨯=+⨯⨯= 土压力数字竖直分量的作用点至墙趾的距离：

tan 1.5 1.76tan(14.04) 1.94X y Z B Z m

α=-=-⨯-︒=

四．基底合力的偏心距检验

作用于基底形心的弯矩：

44()()()2221.46 1.460.15

130.24(1.42) 2.71(1.94)44.73(1.76)

22217.78d y x x y B B H M G e E Z E Z kN m =-

+---=-+---=⋅

作用于倾斜基底的垂直力:

00

()cos sin (130.24 2.71)cos54344.73sin 543136.23d y x N G E E

kN αα=++''=++= 倾斜基底合力的偏心距：

4017.78

0.1310.243136.236

d d M B

e m m N =

==<=

∴偏心距验算符合《公路路基设计规范JTG D30-2004》规定。

五．地基承载力验算

由公式（5.2.2）及公式（5.2.2-4）

406B e <