重力式路堤墙课程设计

《土力学地基基础》课程设计题目：重力式路堤墙

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指导教师：***

编写日期：2012.05.16

目录

重力式路堤墙设计 (3)

设计任务书 (3)

一、设计资料 (3)

二、确定设计参数 (3)

设计计算书 (3)

一、主动土压力计算 (3)

二、设计挡土墙截面 (5)

设计图纸 (6)

附录 (8)

参考文献 (9)

致谢 (10)

重力式路堤墙设计

设计任务书

一、设计资料

1. 地层：地基埋置深度不小于1.0m ，持力层为②号土层含砂粉质黏性土层，地基容许承载力R=250kPa 。

2. 载荷资料：车辆荷载换算等代土层厚度为0.84m ，布置在7.5m 全宽路基上。

3. 其他设计参数：填料容重γ=18kN/m 3，035=ϕ。基底摩擦系数ƒ=0.4，墙身容重γk =22kN/m 3，截面容许应力[σa ]=600kPa ，kPa 50i =τ，2/ϕδ=。填土边坡1:1.5。

二、确定设计参数

根据给定设计资料，初步确定墙身尺寸如下：挡土墙高H=5m ，墙上填土高度a=2m ，墙背仰斜1:0.25（α=-14°02′），墙面为平行于墙背的直线，墙顶宽1.54m ，墙身分段长10m 。为增大墙身抗滑稳定性，设置基底按坡度0.2:1内倾。

设计计算书

一、主动土压力计算

1. 破裂角θ

假设破裂面交于载荷内，根据公式计算则有

︒≤︒='︒='︒+'︒-︒=++=9047.3828383017021435δαϕψ

401

.0)

84.0225()25(25

.0)84.02225(5384.0232)2)((tan )22()(2000=⨯++⨯+⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯+⨯=

+++++-++=

h a H a H h a H H d b h ab A α

836

.0)401.047.38(tan )47.38tan 35(cot 47.38tan )

)(tan tan (cot tan tan =+︒⨯︒+︒+︒-=++±-=A ψψϕψθ

则

θ=39.90°

验核破裂面位置如下： 提顶破裂面距墙踵距离为

()()m a H 852.5836.025tan =⨯+=+θ

荷载内边缘距墙踵距离为

m H b 25.425.053tan =⨯+=-α 荷载外缘距墙踵距离为

m b H b 75.115.725.053tan 0=+⨯+=+-α

4.25<

5.852<11.75，故破裂面交于荷载内，与设计相符，可采用所选计算公式。

2. 求主动土压力系数K 和K 1计算如下：

1559.0)25.0836.0()

47.3890.39sin()

3590.39cos()tan (tan )sin()cos(=-︒+︒︒+︒=+++=

αθψθφθK

由于

m a b h 266.225

.0836.0836

.023tan tan tan 3=-⨯-=+-=

αθθ

m h H h 734.234=-=

则

8024.15

734.284.02)52266.21(52212)21(21224031=⨯⨯+⨯-⨯⨯+=+-+

=H h h H h H a K 3. 求主动土压力E 及其作用点位置Z y 主动土压力E 为

kN KK H E 224.638024.11559.05182

1

21212=⨯⨯⨯⨯==

γ 主动土压力的作用点位置Z y 为

m K H H h h h h H a H Z y 747.18024

.153)52734.23(734.284.0)266.25(2353)23()(322

1244023=⨯⨯⨯-⨯⨯⨯+-⨯+=

-+-+

=

二、设计挡土墙截面

由于墙面平行墙背，基底倾斜0.2:1（α0=11°19′）.通过试算，选墙顶墙宽1.54m 。

1. 计算墙身重G 及其力臂Z G

墙身重G 及其力臂Z G 计算结果，列于表1。

表1墙身重G 及其力臂Z G 计算结果

体积V(m)

自身重G （kN ）

力臂Z G （m ）

25.754.1191.0554.1191.02

2

111=⨯-⨯=-=b H b V

57

.1591=G

36.154

.1476.05125.0476.0125.011=⨯+⨯=+=b H Z G

23

.054.1095.0095.02212=⨯==b V 1.52=G

00

.154.1651.0651.012=⨯==b Z G 48.721=+=V V V

67

.16421=+=G G G

2. 滑动稳定性验算 抗滑稳定系数为

()[]()()[]()30.147.232.11sin 67.16432.115.1703.14cos 224.634.032.115.1703.14sin 224.6332.11cos 67.164sin cos sin cos 0

000>=︒

-︒+︒+︒-⨯⨯︒+︒+︒-+︒⨯=

-+++++=ααδααδααG E f E G K e 3. 倾覆稳定验算