衡重式挡土墙课程设计

衡重式挡土墙课程设计 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

衡重式挡土墙课程设计

1、设计资料

（1）地形

中浅切割褶皱剥蚀中低山地区，地势起伏较大。

（2）工程地质条件

自上而下土层依次如下：

①号土层：耕植土，厚约0.9m ，黄褐色，含大量有机质。

②号土层，中风化砾岩，厚度未揭露，地基容许承载力R=800kPa 。

（3）墙身及墙后填料材料参数

填料， 35=ϕ 3m kN 18=γ，下墙2ϕ

δ=，上墙（假想墙背）ϕδ=。墙身容重

3k m kN 22=γ。基底摩擦系数f=。圬工材料[a σ]=600k a P ，[1σ]=100k a P ，

=j τ500k a P 。

（4）荷载参数

本题组号为5，挡土墙高度，车辆荷载换算等代土层厚度为=0h ，分布在路基横断面方向的宽度0b =。

（5）水文地质条件

本次勘测未发现地下水，可不考虑地下水影响。

2、初步确定墙身尺寸

挡土墙高，选用上墙1H =3m ，选墙顶宽1b =,则上墙底宽1b =,下墙底宽B=,墙背俯斜1：（'11518 =α），衡重台宽1d =，下墙2H =，墙背仰斜1：（'20615 -=α），墙面坡1：，见下图：

3、上墙土压力计算

（1）求破裂角1θ

计算破裂角，判别是否出现第二破裂面，假想墙背倾角见下图，

则有

'1tan α=0

.3133.00.3tan 1111+⨯=+H d H α= 则'1α= 82.33

假想破裂面交于荷载内，按表第一类公式计算，得

验核破裂面位置如下：第一破裂面距墙顶内缘距离为

)tan (tan '11αθ+i H =×（+）

=3.573m ＜0b =5.5m

破裂面交于荷载内，与假设相符，而且也不可能出现其他情况，故采用此类计算公式。因为i α＜'1α，故出现第二破裂面。

（2）计算第二破裂面上的主动土压力1E

有表第一类公式，有 K=)245cos()245(tan 2ϕϕ

+- =)5.1745cos()5.1745(tan 2 +-= 1K =1+1

02H h =1+0.355.02⨯= 1E =122

1KK H γ=×18××××= =x E 11E cos(ϕα+i )=×cos( 355.27+)= kN

y E 1=1E sin(ϕα+i )=×sin( 355.27+)= kN

对上墙1O 的力臂为

11133K h H Z y +==367

.1355.030.3⨯+=1.134m i y x Z d b Z αtan 1121-+==+×=2.06m

（3）计算上墙实际墙背上土压力'1E

'1x E =x E 1=

'1y E ='1x E tan 1α=×=10kN

对上墙1O 的力臂为

==3

1'1H Z y 1.0m ='1x Z 1'12tan αy Z b -=1.32m 、下墙土压力计算

（1）求破裂角2θ

假想破裂面交于荷载内，破裂角示意图如下，

按表第一类公式得

A=-tan 2α=-tan '0615 -=

22δαϕψ++==235061435' ++='3666

tan 2θ=-tan ψ+))(tan tan (cot A ++ψψϕ =+)27.0311.2)(311.2428.1(++

=

2θ= 48.38

验核破裂面位置：堤顶破裂面距墙顶内缘的距离为

=3×（+）+×（）

=+

=6.353m ＞0b =5.5m

则破裂面位于荷载外，与假设不符。应采用表中第四类公式，

0'0b b =-

)tan (tan '

1

1i H θα+=1.93m 21220'0tan )2(2α-+H H H h b 25.0)321.5(1.555.093.12+⨯+⨯⨯22δαϕψ++='3666 2θψ))(tan tan (cot A ++ψψϕ)21.0311.2)(311.2428.1(++2θ'1237 验核破裂面位置：堤顶破裂面距墙顶内缘的距离为

=3×（+）+×（）

=+

=＞0b =5.5m

则破裂面位于荷载外，与假设相符。

（2）计算土压力2E

采用表中第四类公式，得

土压力系数：

K=)tan (tan )

sin()cos(2222αθψθϕθ+++ =)25.048.38(tan 08

.105sin 48.73cos -

=

25

.0759.093.1tan tan 22'02-=+=αθb h =3.54m =++=22

20211221H h h H H K =⨯⨯++01.2654.355.021.561 主动土压力：

2E =1222

1KK H γ=×18××××= =x E 22E cos （22δα+）=×cos （'30171.15 +-）=

=y E 22E sin （22δα+）=×sin （''30170615 +-）=

压力作用点： =326

.21.51.53)1.5454.33(54.355.0326.23331.5⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯-⨯+ =2.23m

222tan αy x Z B Z -==+×=2.09m