重力式挡土墙设计示例
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。
重力式挡土墙设计实例2
（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，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围，则有：14021730353828ψαδφ'''++-++o o o o ＝＝＝90ω<o 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部时破裂角的计算公式：tg tg θψ=-tg ψ=-+3828tg '=-o0.7945=-+0.7291=36544θ'''=o（2）验算破裂面是否交于荷载围：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 <，即破裂面交于荷载围，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'++-++⨯++⨯-=o 00＝h h ＝0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载部土压力计算公式：()()()()()()a 003654435tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B KN θφγθθψ'''++=-=⨯⨯-=+'''''+o o o o cos cos ()()X a 49.25142173049.14E E KN αδ''=+=-+=o o cos cos()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E KN αδ''=+=-+=o o5、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 1.59Z 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'''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⎡⎤++-++-+>⎣⎦()()1.196.14 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/m3，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/m3，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（）的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：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：（2）验算破裂面是否交于荷载范围内：破裂契体长度：车辆荷载分布宽度：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/m2，4、土压力计算根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式：5、土压力作用点位置计算：－查数学手册－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：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：－查数学手册－查数学手册（2）抗滑稳定性验算：，验算公式：所以抗滑稳定性满足。
（3）抗倾覆稳定性验算：所以倾覆稳定性不足，应采取改进措施以增强抗倾覆稳定性。
重新拟定b1＝1.02m倾斜基地，土压力对墙址力臂：所以倾覆稳定性满足。
8、基地应力和合力偏心矩验算1）合力偏心矩计算上式中弯矩为作用与基底形心的弯矩，所以计算时先要计算对形心的力臂：根据前面计算过的对墙趾的力臂，可以计算对形心的力臂。
重力式挡土墙设计实例
重力式挡土墙设计实例1s某二级公路重力式路肩墙设计资料如下:(1)墻身构造:墻高5叫墻背仰斜坡度:1:0>25( = 14" 02,),墙身分段长度20叫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Y=18kN/m1内摩擦角0=35";填土与墙背间得摩擦角5 = 17. 5° ;地基为岩石地基容许承载力[o]=500kPa,基地摩擦系数f=0、5;(3)墻身材料：砌体容重Y =20kN/m\砌体容许压应力[o ]=500kPa,容许剪应力[T]=SOkPao图3-40 初始拟釆用捞土墻尺寸图2、誠裂棱体位置确定:(1)咬裂角(&)得计算假设破裂面交于荷载范围内，则有:肖=0 + 5 +奸-14O2' + 17 3(y + 35°=38 2&因为d)<90仇=—ab + (h +〃)代)—H (H + 2a + 2佩)tan a = 0 + (0 + 0)佩—H(H + 2〃()) tan a2 2= -—H(H +2//(j)tana人=-(« + H +2ho)(a + H) = -H(H + 2几) 乙厶根据路堤挡土墙破裂面交于荷载內部时誠裂角得计算公式:fg0 = Tgp+ (cfg0 + fgp) + W=-rg” + J(crg0+fg0)(rg#-fga)=Tg3&2& + J(cfg35 +fg38 2&)(fg38 2g + fgl4 02[=-0.7945 + J(1428 + 0・7945)(0・7945 + 0・25)= 0.7291e = 36044"(2)验算破裂面就是否交于荷载范国内:咬裂契体长度：厶=H(fe&+/ga) = 5(0・7291-0・25) = 2・4"?车辆荷载分布宽度：L = Nh+(N-\)ni + d = 2x[.S + i3+Q£ = 3.5m所以厶＜£，即破裂面交于荷载范囲内，符合假设。
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。
重力式挡土墙设计范例
重力式挡土墙计算书一、构件基本尺寸及基本参数：1、挡土墙基本几何尺寸：1)挡土墙材料：毛石混凝土2)挡土墙容重：γd =22KN/m 33)墙两侧土体高差：h=6000mm4)墙顶宽度：c=1000mm5)墙趾深度：d=0mm6)墙趾宽度：s=0mm 7)墙背高度：H=6000mm 8)墙背倾角：α=90°9)挡墙基底宽度：b=2500mm10)土对墙背摩擦角：δ=0°2、岩土参数：1)填土容重：γ=19KN/m 32)主动土压力系数：k a =0.223)土压力增大系数：ψc = 1.14)基底土摩擦系数：μ=0.55)地基土承载力：f ak =180KN/m 26)宽度修正系数： ηb =0.37)埋深修正系数： ηd =1.6二、构件相关尺寸及计算参数推算：1、根据挡土墙基本尺寸，可推算出简图中其它尺寸如下：1)墙面坡度：m=(b-s-c-H/tanα)/h=(2500－0－1000－6000/tan90°)/6000=2)基底倾角：α0=arctan[(H-h-d)/b]=arctan[(6000－6000－0)/2500]=0.0°0.2502、挡墙截面面积（不含墙趾）：A=(h·m+2·c+h/tanα)·h/2+(H-h+d+s·tanα0)·(h·m+c+H/tanα)/2-(H-h)2/(2tanα)=(6×0.250+2×1+6/tan90°)×6/2+(6－6+0+0×tan0.0°)×(6×0.250+1+6/tan90°)/2－(6－6)²/(2×tan90°)=10.5m23、挡墙每延米自重（不含墙趾）：G=γd·A=22×10.5=231KN4、每延米主动土压力：E a=ψc· γ ·H2·k a/2=1.1×19×6²×0.21744/2《地规》公式(6.6.3-1)=82KN三、抗滑移稳定性验算：1、挡墙自重沿基底法线方向分量：G n=G·cosα0=231×cos0.0°=231KN2、挡墙自重沿基底平行方向分量：G t=G·sinα0=231×sin0.0°=0KN3、主动土压力沿基底法线方向分量：E an=E a·cos(α-α0-δ)=82×cos(90°－0.0°－0°)=0KN4、主动土压力沿基底平行方向分量：E at=E a·sin(α-α0-δ)=82×sin(90°－0.0°－0°)=82KN5、抗滑移稳定系数：K s=(G n+E an)·μ/(E at-G t)《地规》公式(6.6.5-1)=(231+0)×0.5/(82－0)=1.41≥1.3 ，满足《地规》6.6.5条第1款要求四、抗倾覆稳定性验算：1、主动土压力作用点距墙背底端高度：z=H/3=6/32.000=m2、主动土压力作用点距墙趾底端高度：z f =z-b·tanα0=2.000－2.5×tan0.0°=m3、挡墙截面形心距墙趾底端水平距离：1)挡墙截面对通过墙背底端竖轴的静距为：S=[h·(c+H/tanα)2/2]＋[h 2·m·(h·m/3+c+H/tanα)/2)]＋[(H-h)/6+(d+s·tanα0)/3]·(h·m+c+H/tanα)2－[H 3/(tan 2α)]/6=[6×(1+6/tan90°)²/2]+[6²×0.250×(6×0.250/3+1+6/tan90°)/2]+[(6－6)/6+(0+0×tan0.0°)/3]×(6×0.250+1+6/tan90°)²－[6³/(tan90°)²)]/6=9.75m 32)挡墙截面形心距墙背底端竖轴的水平距离：x 1=S/A=9.75/10.50=m3)挡墙截面形心距墙趾底端水平距离：x 0=b －x 1=2.5－0.929=m 4、主动土压力作用点距墙趾底端水平距离：x f =b-z/tanα=2.5－2.000/tan90°=m 5、主动土压力沿水平方向分量：E ax =E a ·sin(α-δ)=82×sin(90°－0°)=82KN6、主动土压力沿重力方向分量：E az =E a ·cos(α-δ)=82×cos(90°－0°)=0KN 7、抗倾覆稳定系数：K t =(G·x 0+E az ·x f )·/(E ax ·z f )《地规》公式(6.6.5-2)=(231×1.571+0×2.500)/(82×2.000)=2.22≥1.6 ，满足《地规》6.6.5条第2款要求五、地基承载力验算：1、修正后的地基承载力特征值：基础底面斜宽B = b/cosα0 =2.50＜3m ，仅承载力修正时取B = 3.00m基础埋深d ＜0.5m ，仅承载力修正时取d= 0.50mf a =f ak + ηb ·γ·(B-3)+ ηd ·γm ·(d-0.5)2.5002.0000.9291.571=180+0.3×19×(3.00-3)+1.6×19×(0.50-0.5)=180KN/m22、作用在基础底面法线方向的每延米总作用力为：F =G n+E an=231+0=231KN3、轴心荷载作用时，基础底面的平均压力值：p k=F/B=231/(2.5/cos0.0°)=92.4KN/m2≤f a=180 ，满足《地规》5.2.1条第1款要求4、挡墙自重及土压力的合力在基础底面的偏心距：e=B/2-(G·x0+E az·x f-E ax·z f)/F=2.50/2-(231×1.571+0×2.500－82×2.000)/231=0.39m≤b0 / 4 ＝0.63 ，满足《地规》6.6.5条第4款要求5、挡墙自重及土压力的合力在基础底面产生的偏心力距：M=F·e=231×0.39=89.4KN·m6、偏心荷载作用时，基础底面的最大压应力值：B/6=0.42≥e，应按《地规》公式5.2.2-2计算p kmax=F/B+6M/B²=231/2.50+6×89.4/2.50²=178KN/m2≤1.2 f a ＝216.0 ，满足《地规》5.2.1条第2款要求。
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。
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：（＝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＝°；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 ＝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]＝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。
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 1.59Z 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 tan 0.98 1.40.25 1.33Z b Z 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=⨯=⨯＝()G1111tan 1.09Z H b m α=+=/2 －查数学手册 21110.50.980.190.093V b h m =⨯⨯=⨯⨯=/2 221 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⨯+⨯+⨯-⨯+⨯+⨯⨯-⨯+⎡⎤⎣⎦ ()()105.751.42.979.730.5105.754.160.19868.80=++⨯++⨯-⎡⎤⎣⎦ 10.280=>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]＝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。
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。
重力式挡土墙设计实例
100 4一一口o 5 =H(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 (二14° 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 丫=18N/m 3,内摩擦角© =35°;填土与墙背间的摩擦角S=17.5 °地基为岩石地基容许承载力［c 丰500kPa,基地摩擦系数f=0.5;(3) 墙身材料：砌体容重 丫 =20N/m 3,砌体容许压应力［c 丰500kPa,容许剪应力［T #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()的计算假设破裂面交于荷载范围内，则有：= =14o0217o3035°=38°28因为 90o1 1 1B 0 ab (b d)h 0H (H 2a 2%)tan 0 (0 0)% H (H 2h 0)tan1—H(H 2h 0)ta n 211A -(a H 2h °)(a H )—H(H 2h 。
)b 1=0.982 2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:3、荷载当量 上柱高度计算:h 0= q 空180.9m 4、土压力计算2h °1 0 5.02 0.90 5.02171B 0= ab2根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式:d h °1 -H 2H 2a 2h ° tan = 0+0-丄25.0 5 0 2 0.9 tan 14°24.25E a A ta n cos B 。
sin18 17 0.7291 4.25cos 36o 5 4435o sin36°54438。
28E xE a cos 49.25cos 14o 2 17o 30 49.14KN E yE a sin49.25s in 14o 217o 30 2.97KNtg tg J ctgtg B ^t gtg . ctg tg tg tgtg38°28 . ctg35° tg38°28 tg38°28 tg14°020.7945 , 1.428 0.7945 0.7945 0.25 0.729136o5 44(2)验算破裂面是否交于荷载范围内：破裂契体长度： L ) H tg tg 5 0.7291 0.25 2.4m车辆荷载分布宽度：L Nb N 1 m d 2 1.8 1.3 0.6 3.5m所以L 。
重力式挡土墙通用构造图
重力式挡土墙设计实例
重力式挡土墙设计实例之宇文皓月创作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 ，其余初始拟采取尺寸如图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]＝500kPa ，基地摩擦系数f=0.5；（3）墙身资料：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 初始拟采取挡土墙尺寸图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：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：（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。
依照线性内插法，计算附加荷载强度：q ＝16.25kN/m 2，4、土压力计算()()()()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：5、土压力作用点位置计算：X101/3/35/30.9/3 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：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：()G1111 1.09Z H tg b m α=+=/2－查数学手册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： 所以抗滑稳定性满足。
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路基与路面工程课程设计任务书
题目:重力式挡土墙设计
（一）初始条件：
（1）浆砌片石重力式仰斜路堤墙，墙顶填土边坡1:1.5，墙身纵向分段长度为10m；路基宽度26m，路肩宽度3.0m；
（2）基底倾斜角0α：tan 0α＝0.190，取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m；
（3）设计车辆荷载标准值按公路－I 级汽车荷载采用，即相当于汽车−超20级、挂车−120（验算荷载）；
（4）墙后填料砂性土容重γ=183
/m kN ,填料与墙背的外摩擦角τ=0.5φ；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30，地基容许承载力[0σ]=250a kP ；
（5）墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，圬工容重k γ=223
/m kN ，容许压应力a a kP 600][=σ，容许剪应力a j kP 100][][==στ，容许拉应力a L kP 60][=σ；
墙后砂性土填料的内摩擦角φ：34°
墙面与墙背平行，墙背仰斜坡度（1:n ）：
1:0.25墙高H：7m
墙顶填土高a ：
3.0m （二）要求完成的主要任务：
按《公路路基设计规范》（JTG D30－2004）“5.4挡土墙”一节，采用极限状态设计法进行设计：
（1）车辆荷载换算；
（2）计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置；
（3）设计挡土墙截面，墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。
进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算；
（4）基础稳定性验算与地基承载力验算；
（5）挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。
重力式挡土墙设计
1设计参数
挡土墙墙高H=7m，取基础埋置深度D=1.5m，挡土墙纵向分段长度取L=10m；路基宽度26m，路肩宽度3.0m；
墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.25，α=－14.03°，墙底（基底）倾斜度tan 0α=0.190，倾斜角0α=10.76°；
墙顶填土高度a =3.0m，填土边坡坡度1:1.5，β=arctan（1.5）1-=33.69°，
汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m
墙后填土砂性土内摩擦角φ=︒34，填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=︒17，填
土容重γ=18kN/m 3
；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30；墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重
k γ=22kN/m 3,砌体容许压应力[
a σ]=600kPa,砌体容许剪应力[τ]=100kPa,砌体容许拉应力[wl σ]=60kPa；
地基容许承载力[0σ]=250kPa。
2车辆荷载换算
0.78m 3主动土压力计算
3.1计算破裂角θ
===18
140γq
h
4
.0)
78.0237()37()03.14tan()78.02327(7)5.05.4(78.025.43)
2)((tan )22()(2000=⨯++⨯+-⨯+⨯+⨯-+⨯⨯+⨯=+++++-++=︒h a H a H h a H H d b h ab A α
︒
=︒+︒-︒=++=97.361703.1434δαϕω86
.0)
4.097.36)(tan 97.36tan 34(cot 97.36tan )
)(tan tan (cot tan tan =+︒︒+︒±︒-=++±-=A ωωωϕθ︒
=69.40θ墙底到路肩的水平距离为3.75m ，路肩宽3m ，墙底至破裂面与路基交点
距离为m 7.1886.0)5.27(=⨯+，3+3.75=6.75＜8.17
破裂面交于荷载内进行
计算
直线形仰斜墙背，且墙背倾角α较小，不会出现第二破裂面。
3.2计算主动土压力a E 及其作用点位置
3.2.1计算主动土压力a E =-=+=
25.086.05.0tan tan 2αθd h 0.82m =-⨯-=+-=
25.086.086.035.4tan tan tan 3αθθa b h 3.1m []16
.0)03.14tan(7.40tan )347.40cos(tan tan )
sin()cos(=︒-+︒︒+︒︒+︒=+++=）（ωαθθϕθa K m
18.31.382.07321=--=--=h h H h
29
.149
18.378.02)721.31(73212)21(2121031=⨯⨯+⨯-⨯+=+-+=H h h H h H a K m kN 02.9129.116.049182
12112=⨯⨯⨯⨯==
K K H E a a γm
kN 72.4)03.1417sin(02.91)sin(m
kN 9.90)03.1417cos(02.91)cos(=︒-︒⨯=+==︒-︒⨯=+=δαδαa y a x E E E E 3.2.2计算主动土压力的合力作用点位置
m
55.229
.1493)7218.33(18.378.0)1.37(3373)23()(321
211023=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯+-⨯+=-+-+=K H H h h h h H a H Z x m
61.1190
.0)03.14tan(7.17.1tan tan 011=⨯︒-⨯+=+=ααb b B m
25.225.055.261.1tan =⨯+=-=αx y Z B Z 墙底（基底）倾斜，需把求得的
x Z 、y Z 修正为1x Z 、1y Z ,即：1x Z ＝x Z －01tan αb ，1y Z ＝1b －1x Z tan α（见“附录”的图）
m
24.2)03.14tan(18.27.1tan m
18.2190.07.155.2tan 111011=︒-⨯-=-==⨯-=-=ααx y x x Z b Z b Z Z 3.3被动土压力
墙前的被动土压力忽略不计。
偏于安全。
4挡土墙计算
只对荷载组合II 进行计算。
4.1拟定挡土墙顶宽
经试算，取挡土墙顶宽为1b =1.6m
4.2抗滑动稳定性验算墙身体积计算：
3
0111m 71.10)190.06.17(6.1)tan (=⨯-⨯=-=αb H b V 3
202
12m 24.0190.06.15.0tan 5.0=⨯⨯==αb V 321m 95.1024.071.10=+=+=V V V 墙身自重计算:
1G ＝kN 62.2352271.101=⨯=k V γ，2G ＝kN 28.52224.02=⨯=k
V γ，kN
9.24028.562.23521=+=+=G G G 抗滑稳定性验算：
[]
[]0
08.139.9040.1190.0)72.440.19.2401.1(3.0)190.09.9072.4(4.19.2401.1tan )1.1()tan (1.110101＞=⨯-⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯+⨯=-++++x Q y Q x y Q E E G E E G γαγμαγ墙身自重力臂计算：
()[]65
.16.125.0190.06.175.0])tan [(5.01011=+⨯⨯-⨯=+⋅-=b n b H Z G α09.16.1)047.05.0(315.0)]tan tan 2/1(3/12/1[102=⨯⎥⎦
⎤⎢⎣⎡++=-+=b Z G αα()63.19.24009.128.565.162.235)(2211=⨯+⨯=+=
G Z G Z G Z G G G kN
62.24572.49.24021=+=++=y E G G N 抗滑稳定系数:
[]7.1190
.062.2459.903.0190.09.9062.245tan ]tan [00=⨯-⨯⨯+=-+=αμαN E E N K x x C ＞1.3满足要求
4.3抗倾覆稳定性验算
5.4)
55.29.9025.272.4(4.163.19.2408.0)(8.0111＞=⨯-⨯⨯+⨯⨯=-+x x y y Q G Z E Z E GZ γ抗倾覆稳定系数:
5
.104.218
.29.9024
.272.409.128.565.162.2351122110>=⨯⨯+⨯+⨯=++=
x x y y G G Z E Z E Z G Z G K 满足要求
4.4基底合力偏心距验算
N 至墙趾A 的距离
m
84.062
.24518.29.9024.272.409.128.565.162.235112211=⨯-⨯+⨯+⨯=-++=N Z E Z E Z G Z G Z x x y y G G N 基底合力偏心距035.084.0261.120=-=-=
N Z B e ；4.5地基承载力验算
[]kPa 2506.4172035.061(2.624561(001==⨯+⨯=+=σσ＜kPa e N []kPa 2506.613261.1035.06161.12.624561(002==⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯-⨯=-=
σσ＜kPa B e B N 满足要求
4.6墙身强度验算。