大型车辆荷载在公路挡土墙设计中的换算
重力式挡土墙计算实例
重⼒式挡⼟墙计算实例重⼒式挡⼟墙计算实例⼀、计算资料某⼆级公路，路基宽8.5m ，拟设计⼀段路堤挡⼟墙，进⾏稳定性验算。
1．墙⾝构造：拟采⽤混凝⼟重⼒式路堤墙，见下图。
填⼟⾼a=2m ，填⼟边坡1：1.5（'?=4133β），墙⾝分段长度10m 。
2．车辆荷载：⼆级荷载3．填料：砂⼟，容重3/18m KN =γ，计算内摩擦⾓?=35?，填料与墙背的摩擦⾓2?δ=。
4．地基情况：中密砾⽯⼟，地基承载⼒抗⼒a KP f 500=，基底摩擦系数5.0=µ。
5．墙⾝材料：10#砌浆⽚⽯，砌体容重3/22m KN a =γ，容许压应⼒[a σ]a KP 1250=，容许剪应⼒[τ]a KP 175=⼆、挡⼟墙尺⼨设计初拟墙⾼H=6m ，墙背俯斜，倾⾓'?=2618α（1：0.33），墙顶宽b 1=0.94m ，墙底宽B=2.92m 。
三、计算与验算1．车辆荷载换算当m 2≤H 时，a KP q 0.20=；当m H 10≥时，a KP q 10=由直线内插法得：H=6m 时，()a KP q 1510102021026=+---= 换算均布⼟层厚度：m r q h 83.018150=== 2．主动⼟压⼒计算（假设破裂⾯交于荷载中部）（1）破裂⾓θ由'?==?='?=30172352618?δ?α，，得： '?='?+'?+?=++=56703017261835δα?ω149.028.77318.2381.1183.022*********.024665.0383.025.1222222000-=-=?+++'??++-+?+??=+++++-++=））（（）（）（））（（）（）（tg h a H a H tg h a H H d b h ab A α 55.0443.3893.2149.0893.2893.2428.1893.2149.056705670355670=+-=-++-=-'?'?+?+'?-=+++-=））（（））（（））（（tg tg ctg tg A tg tg ctg tg tg ωω?ωθ'?=?=492881.28θ验核破裂⾯位置：路堤破裂⾯距路基内侧⽔平距离：m b H t gtg a H 4.3333.0655.0)26()(=-?+?+=-++αθ荷载外边缘距路基内侧⽔平距离： 5.5+0.5=6m因为：0.5〈3.4〈6，所以破裂⾯交于荷载内，假设成⽴（2）主动⼟压⼒系数K 和1K152.2261855.055.0231='+-=+-=tg tg tg atg b h αθθ566.0261855.05.02='?+=+=tg tg tg d h αθ 282.3566.0152.26213=--=--=h h H h395.0261855.0()56704928sin()354928cos(()sin()cos(=?+'?+'??+'?=+++=））tg tg tg K αθωθφθ698.1151.0547.016282.383.02)12152.21(6412)21(21223011=++=??+-+=+-+=H h h H h H a K （3）求主动⼟压⼒a E 及⼟压⼒的作⽤点KN KK a 31.217698.1395.06182121212==H =E γ KN E a x 96.175)30172618cos(31.217)cos(='?+'??=+E =δαKN E a y 53.127)30172618sin(31.217)sin(='?+'??=+E =δαmK H H h h h h H a H Z x 13.2129.02698.163)62282.33(282.383.0)152.26(2363)23()(3221233021=+=-??+-+=-+-+= m tg tg Z B Z x y 22.2261813.292.2='??-=-=α因基底倾斜，⼟压⼒对墙趾的⼒臂x Z 改为：m B Zx x Z 55.12.092.213.2tan 0=?-=?-='α3．稳定性验算⼀般情况下，挡⼟墙的抗倾覆稳定性较容易满⾜，墙⾝断⾯尺⼨主要由抗滑稳定性和基底承载⼒来控制，故选择基底倾斜1：5（'?=18110α）（1）计算墙⾝重G 及⼒臂ωZ （取墙长1m 计）KNtg Btg B H B b A G a a 2362285.058.1122]181192.292.221)92.294.0(3[1]21)(21[01=?-=?'-+?=???-+==）（γαγ由⼒矩平衡原理：a G B Ab B b A b A G γ??--+?+?=Z ?]3)3(2[311211 （其中：H b A 11=，)(2112b B H A -=，1321Bh A =）则：22]392.2181192.292.221)394.092.294.0()94.092.2(621294.0694.0[236??'--+?-??+??=Z ?tg G m G 05.1=Z（2）抗滑稳定性验算xQ Q x y Q y E G E G E ≥+++E +1001t a n )1.1(]t a n (1.1[1γαγµαγ，（5.0,4.11==µγQ ） '+?+??+?+?=+++E +1811)53.1274.12361.1(5.0]2.096.17553.127(4.12361.1[tan )1.1()]tan (1.1[0011 tg E G E G y x y Q Q αγµαγ34.331=34.24696.1754.11=?=E X Q γanghuak331.34 〉246.34，故满⾜抗滑稳定性的⽅程。
公路桥台土压力计算书
土压力计算书在此土压力计算中，其土层特性发生变化须分层计算，且考虑汽车荷载作用。
一、 车辆荷载换算根据《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）第4.3.4条规定，车辆荷载在挡土墙或桥台填土后的破坏棱体上引起的土侧压力，可用如下公式换算成等代均布土层厚度h （m ）计算：0G h Bl γ=∑ 式中：γ——土的重力密度（kN/m3）；ΣG ——布置在B ×l0面积内的车轮总重力（kN ）；L ——桥台或挡土墙后填土的长度（m ）； B ——桥台横向全宽或挡土墙的计算长度。
其中，挡土墙的计算长度B 按下式计算，13tan30B H =+︒则13tan301311*tan3019.35B H m =+︒=+︒=；0 5.5l m =；237.510.5/19.35440.575G kN kN m m kN =+⨯=∑； 则00.228G h m Bl γ==∑ 二、 静止土压力计算天津市北洋水运水利勘察设计研究院有限公司所做《岩土工程勘察报告》中相关内容，确定人工填土深度为3m ，容重为3118.228/kN m γ=,内摩擦角为122.6φ=︒；淤泥质土深度为3m ～12m ，容重为3217.640/kN m γ=，内摩擦角为217.02φ=︒；地下水位为2.5m ，则人工填土的浮容重为：3331(18.228/9.8/)8.428/kN m kN m kN m γ'=-=；淤泥质土的浮容重为：3332(17.64/9.8/)7.84/kN m kN m kN m γ'=-= 1、地下水位以上人工填土部分土压力为： 1031(2)21(1sin 22.6)18.228/ 2.5(2.520.228)241.469E k H H h kN m m m m kNγ=+=-︒⋅⋅⋅+⋅= 受力点位置为：130.897632H H h C m H h+=⋅=+（指距该层土下底面距离） 注：E 的单位应为kN/m2、地下水位以下人工填土部分土压力为： 220132121(1sin 22.6)8.428/(0.5)20.6486E k H kN m m kNγ'==-︒⋅⋅= 受力点位置为：20.50.166733H C m === 3、淤泥质土部分土压力：230232121(1sin17.02)7.84/(8)2177.446E k H kN m m kNγ'==-︒⋅⋅= 受力点位置为：38 2.666733H C m === 4、水压力：2321219.8/(8.5)2354.025w w E H kN m m kNγ==⋅⋅= 5、合力为：12341.4690.6486177.446354.035573.5986a wE E E E E kN kN kN kN kN=+++=+++= a E 作用点位置：[41.469(0.897680.5)0.6486(1.6678)177.446(2.667)354.0358.5/3]/573.59863.262c H kN m m m kN m m kN m kN m kNm =⨯+++⨯++⨯+⋅=三、 主动土压力计算1、地下水位以上人工填土部分土压力为： 1231(2)21tan (45)18.228/ 2.5(2.520.228)2229.956a E k H H h kN m m m m kNγφ=+=︒-⋅⋅⋅+⋅= 受力点位置为：130.897632H H h C m H h+=⋅=+（指距该层土下底面距离） 2、地下水位以下人工填土部分土压力为： 221232121tan (45)8.428/(0.5)220.4686a E k H kN m m kNγφ'==︒-⋅⋅= 受力点位置为：20.50.166733H C m ===3、淤泥质土部分土压力：232232121tan (45)7.84/(8)22137.267a E k H kN m m kNγφ'==︒-⋅⋅= 受力点位置为：38 2.666733H C m === 4、水压力： 2321219.8/(8.5)2354.025w w E H kN m m kNγ==⋅⋅= 5、合力为：12329.9560.4686137.267354.035521.7266a wE E E E E kN kN kN kN kN=+++=+++= a E 作用点位置：[29.956(0.897680.5)0.4686(1.6678)137.267(2.667)354.0358.5/3]/521.72663.173c H kN m m m kN m m kN m kN m kNm =⨯+++⨯++⨯+⋅=。
挡土墙设计
一、挡土墙设计计算书1、挡土墙设计基本资料⑴墙身构造：拟采用浆砌片石重力式路堤墙，如图所示。
墙高H ＝7m ，填土高a=2m ，填土边坡1：1.5，墙背仰斜，1：0.25（α＝-14°02´），墙身分段长度为10m 。
⑵车辆荷载：设计荷载：汽车－20级；验算荷载：挂车－100。
⑶土壤地质情况：墙背填土容重γ＝18KN/m 3，计算内摩擦角Ф＝35°，填土与墙背间的摩擦角δ＝Ф/2；粘性土地基，容许承载力［σ0］＝250KPa ，基底摩擦系数f ＝0.30。
⑷墙身材料：2.5号砂浆砌25号片石，砌体容重γK ＝22KN/m 3；按原“规范”砌体容许压应力［σa ］=600KPa ，容许剪应力［δ］＝100KPa ，容许拉应力［σW ］＝60KPa 。
Bb b 1βB 1Hah a αE a(H+a)tg βh 1h 3h 2一．车辆荷载换算1．试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度B ，)0(h 0= 假定破裂面交于荷载内5.40)72)(72(21))(2(2100=++⨯=+++=H a h H a A 623.12)'0214tan()227(7213221tan )2(21)(21000=-⨯+⨯⨯-⨯⨯=++-++=o h a H H h d b ab B α3117.05.40623.12)2)((tan )22()(200000===+++++-++=A B h a H a H h a H H d b h ab A αo o o 47.382/35021435'=+-=++=δαϕψ7735.0)3117.047.38(tan )47.38tan 35(cot 47.38tan ))(tan tan (cot tan tan =+⨯+︒+-=++±-=OOOA ψψφψβo o 82.2727325.07arctan72.377735.0arctan =++⨯>==β21.23)'0214tan(77735.0)27(tan tan )(=--⨯+⨯+=-+⨯+=o bH a H B αβ由于路肩宽度d=0.5m<B=2.21m ，所以可以确定破裂面交与荷载内侧。
挡土墙计算书(用理正计算)
衡重式挡土墙验算[执行标准：公路]计算项目：衡重式挡土墙 1计算时间： 2008-07-24 13:22:01 星期四------------------------------------------------------------------------ 原始条件:墙身尺寸:墙身总高: 5.600(m)上墙高: 2.240(m)墙顶宽: 0.600(m)台宽: 0.450(m)面坡倾斜坡度: 1:0.050上墙背坡倾斜坡度: 1:0.400下墙背坡倾斜坡度: 1:-0.250采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1: 0.200(m)墙趾台阶h1: 0.400(m)墙趾台阶面坡坡度为: 1:0.000墙底倾斜坡率: 0.100:1下墙土压力计算方法: 力多边形法物理参数：圬工砌体容重: 23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数: 0.400地基土摩擦系数: 0.500砌体种类: 片石砌体砂浆标号: 10石料强度(MPa): 30挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度)墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)墙后填土容重: 19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)地基土容重: 18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 450.000(kPa)地基土容许承载力提高系数:墙趾值提高系数: 1.200墙踵值提高系数: 1.300平均值提高系数: 1.000墙底摩擦系数: 0.300地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)坡线土柱:坡面线段数: 1折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 13.000 0.000 1第1个: 定位距离0.000(m) 公路-I级地面横坡角度: 0.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)=====================================================================第 1 种情况: 组合1=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √2. 填土重力分项系数 = 1.000 √3. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √4. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 5.753(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角 = 27.500(度)公路-I级路基面总宽= 13.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 5列布置宽度= 2.512(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 51.20705 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 51.20707 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 59.74209 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 59.742布置宽度B0=2.512(m) 分布长度L0=14.293(m) 荷载值SG=511.897(kN)换算土柱高度 h0 = 0.750(m)按假想墙背计算得到:第1破裂角： 27.630(度)Ea=52.672 Ex=21.423 Ey=48.119(kN) 作用点高度 Zy=0.896(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=27.504(度) 第1破裂角=27.500(度)Ea=46.724 Ex=21.571 Ey=41.446(kN) 作用点高度 Zy=0.896(m) 计算下墙土压力无荷载时的破裂角 = 33.349(度)公路-I级路基面总宽= 13.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 5列布置宽度= 4.254(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 60.00005 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 60.00007 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 70.00009 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 70.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 3.600 0.300 15.000 15.00002 5.400 0.300 15.000 0.00003 3.600 0.600 60.000 60.00004 5.400 0.600 60.000 0.00005 3.600 0.600 60.000 60.00006 5.400 0.600 60.000 0.00007 3.600 0.600 70.000 70.00008 5.400 0.600 70.000 0.00009 3.600 0.600 70.000 70.00010 5.400 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=4.254(m) 分布长度L0=16.321(m) 荷载值SG=825.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.625(m)按力多边形法计算得到:破裂角： 34.421(度)Ea=47.990 Ex=47.902 Ey=2.899(kN) 作用点高度 Zy=1.534(m)墙身截面积 = 8.455(m2) 重量 = 194.454 kN衡重台上填料重 = 15.536(kN) 重心坐标(1.198,-1.018)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.300采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度 = 5.711 (度)Wn = 209.505(kN) En = 51.038(kN) Wt = 20.950(kN) Et = 64.716(kN)滑移力= 43.766(kN) 抗滑力= 78.163(kN)滑移验算满足: Kc = 1.786 > 1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 = 42.991(kN) > 0.0地基土摩擦系数 = 0.500地基土层水平向: 滑移力= 69.473(kN) 抗滑力= 128.498(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.850 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 1.085 (m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 1.939 (m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 4.256 (m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 1.911 (m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 1.381 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 157.976(kN-m) 抗倾覆力矩= 323.289(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.046 > 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值 = 117.838(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力 = 260.543(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=165.313(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.535 (m) 偏心距 e = 0.133(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.634(m)基底压应力: 趾部=258.024 踵部=81.352(kPa)最大应力与最小应力之比 = 258.024 / 81.352 = 3.172作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.133 <= 0.167*1.535 = 0.256(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=258.024 <= 540.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=81.352 <= 585.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=169.688 <= 450.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五) 上墙截面强度验算上墙重力 Ws = 56.878 (kN)上墙墙背处的 Ex = 21.571 (kN)上墙墙背处的 Ey = 8.629 (kN)相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂 Zw = 0.638 (m)相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂 Zy = 0.896 (m)相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂 Zx = 1.249 (m)[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾，合力作用力臂 Zn = 0.423(m)截面宽度 B = 1.608 (m) 偏心距 e1 = 0.381(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.381 <= 0.250*1.608 = 0.402(m) 截面上压应力: 面坡=98.624 背坡=-17.148(kPa)压应力验算满足: 计算值= 98.624 <= 1100.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 17.148 <= 110.000(kPa) 切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -2.880 <= 110.000(kPa) 斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足: 计算值= 19.892 <= 110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 65.507(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.596挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.608(m2)材料抗压极限强度Ra = 700.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 1.000计算强度时:强度验算满足: 计算值= 65.507 <= 290.514(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 65.507 <= 290.514(kN)(六) 墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积 = 8.335(m2) 重量 = 191.702 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.086 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力 = 252.144(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=165.660(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.657(m)截面宽度 B = 1.566 (m) 偏心距 e1 = 0.126(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.126 <= 0.250*1.566 = 0.391(m)截面上压应力: 面坡=238.736 背坡=83.287(kPa)压应力验算满足: 计算值= 238.736 <= 1100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -20.041 <= 110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 252.144(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.928挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.566(m2)材料抗压极限强度Ra = 700.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.938计算强度时:强度验算满足: 计算值= 252.144 <= 440.342(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 252.144 <= 413.257(kN)(七) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 5.200(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角 = 27.500(度)公路-I级路基面总宽= 13.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 5列布置宽度= 2.512(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 51.20705 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 51.20707 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 59.74209 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 59.742布置宽度B0=2.512(m) 分布长度L0=14.293(m) 荷载值SG=511.897(kN)换算土柱高度 h0 = 0.750(m)按假想墙背计算得到:第1破裂角： 27.630(度)Ea=52.672 Ex=21.423 Ey=48.119(kN) 作用点高度 Zy=0.896(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=27.504(度) 第1破裂角=27.500(度)Ea=46.724 Ex=21.571 Ey=41.446(kN) 作用点高度 Zy=0.896(m) 计算下墙土压力无荷载时的破裂角 = 32.694(度)公路-I级路基面总宽= 13.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 5列布置宽度= 3.944(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 60.00005 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 60.00007 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 70.00009 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 70.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 3.600 0.300 15.000 15.00002 5.400 0.300 15.000 0.00003 3.600 0.600 60.000 60.00004 5.400 0.600 60.000 0.00005 3.600 0.600 60.000 60.00006 5.400 0.600 60.000 0.00007 3.600 0.600 70.000 70.00008 5.400 0.600 70.000 0.00009 3.600 0.600 70.000 70.00010 5.400 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=3.944(m) 分布长度L0=16.002(m) 荷载值SG=825.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.688(m)按力多边形法计算得到:破裂角： 34.183(度)Ea=38.462 Ex=38.392 Ey=2.324(kN) 作用点高度 Zy=1.314(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积 = 7.688(m2) 重量 = 176.835 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.109 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力 = 236.701(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=126.682(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.535(m)截面宽度 B = 1.466 (m) 偏心距 e1 = 0.198(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.198 <= 0.250*1.466 = 0.367(m)截面上压应力: 面坡=292.171 背坡=30.749(kPa)压应力验算满足: 计算值= 292.171 <= 1100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -23.682 <= 110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 236.701(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.821挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.466(m2)材料抗压极限强度Ra = 700.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.930计算强度时:强度验算满足: 计算值= 236.701 <= 364.583(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 236.701 <= 339.144(kN)=====================================================================第 2 种情况: 组合2=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √2. 填土重力分项系数 = 1.000 √3. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √4. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 5.753(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角 = 27.500(度)公路-I级路基面总宽= 13.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 5列布置宽度= 2.512(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 51.20705 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 51.20707 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 59.74209 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 59.742布置宽度B0=2.512(m) 分布长度L0=14.293(m) 荷载值SG=511.897(kN)换算土柱高度 h0 = 0.750(m)按假想墙背计算得到:第1破裂角： 27.630(度)Ea=52.672 Ex=21.423 Ey=48.119(kN) 作用点高度 Zy=0.896(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=27.504(度) 第1破裂角=27.500(度)Ea=46.724 Ex=21.571 Ey=41.446(kN) 作用点高度 Zy=0.896(m) 计算下墙土压力无荷载时的破裂角 = 33.349(度)公路-I级路基面总宽= 13.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 5列布置宽度= 4.254(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 60.00005 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 60.00007 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 70.00009 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 70.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 3.600 0.300 15.000 15.00002 5.400 0.300 15.000 0.00003 3.600 0.600 60.000 60.00004 5.400 0.600 60.000 0.00005 3.600 0.600 60.000 60.00006 5.400 0.600 60.000 0.00007 3.600 0.600 70.000 70.00008 5.400 0.600 70.000 0.00009 3.600 0.600 70.000 70.00010 5.400 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=4.254(m) 分布长度L0=16.321(m) 荷载值SG=825.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.625(m)按力多边形法计算得到:破裂角： 34.421(度)Ea=47.990 Ex=47.902 Ey=2.899(kN) 作用点高度 Zy=1.534(m) 墙身截面积 = 8.455(m2) 重量 = 194.454 kN衡重台上填料重 = 15.536(kN) 重心坐标(1.198,-1.018)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.300采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度 = 5.711 (度)Wn = 209.505(kN) En = 51.038(kN) Wt = 20.950(kN) Et = 64.716(kN) 滑移力= 43.766(kN) 抗滑力= 78.163(kN)滑移验算满足: Kc = 1.786 > 1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 = 42.991(kN) > 0.0地基土摩擦系数 = 0.500地基土层水平向: 滑移力= 69.473(kN) 抗滑力= 128.498(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.850 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 1.085 (m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 1.939 (m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 4.256 (m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 1.911 (m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 1.381 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 157.976(kN-m) 抗倾覆力矩= 323.289(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.046 > 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值 = 117.838(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力 = 260.543(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=165.313(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.535 (m) 偏心距 e = 0.133(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.634(m)基底压应力: 趾部=258.024 踵部=81.352(kPa)最大应力与最小应力之比 = 258.024 / 81.352 = 3.172作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.133 <= 0.167*1.535 = 0.256(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=258.024 <= 540.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=81.352 <= 585.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=169.688 <= 450.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五) 上墙截面强度验算上墙重力 Ws = 56.878 (kN)上墙墙背处的 Ex = 21.571 (kN)上墙墙背处的 Ey = 8.629 (kN)相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂 Zw = 0.638 (m)相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂 Zy = 0.896 (m)相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂 Zx = 1.249 (m)[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾，合力作用力臂 Zn = 0.423(m)截面宽度 B = 1.608 (m) 偏心距 e1 = 0.381(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.381 <= 0.250*1.608 = 0.402(m)截面上压应力: 面坡=98.624 背坡=-17.148(kPa)压应力验算满足: 计算值= 98.624 <= 1100.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 17.148 <= 110.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -2.880 <= 110.000(kPa)斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足: 计算值= 19.892 <= 110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 65.507(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.596挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.608(m2)材料抗压极限强度Ra = 700.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 1.000计算强度时:强度验算满足: 计算值= 65.507 <= 290.514(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 65.507 <= 290.514(kN)(六) 墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积 = 8.335(m2) 重量 = 191.702 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.086 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力 = 252.144(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=165.660(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.657(m)截面宽度 B = 1.566 (m) 偏心距 e1 = 0.126(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.126 <= 0.250*1.566 = 0.391(m)截面上压应力: 面坡=238.736 背坡=83.287(kPa)压应力验算满足: 计算值= 238.736 <= 1100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -20.041 <= 110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 252.144(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.928挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.566(m2)材料抗压极限强度Ra = 700.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.938计算强度时:强度验算满足: 计算值= 252.144 <= 440.342(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 252.144 <= 413.257(kN)(七) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 5.200(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角 = 27.500(度)公路-I级路基面总宽= 13.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 5列布置宽度= 2.512(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 51.20705 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 51.20707 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 59.74209 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 59.742布置宽度B0=2.512(m) 分布长度L0=14.293(m) 荷载值SG=511.897(kN)换算土柱高度 h0 = 0.750(m)按假想墙背计算得到:第1破裂角： 27.630(度)Ea=52.672 Ex=21.423 Ey=48.119(kN) 作用点高度 Zy=0.896(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=27.504(度) 第1破裂角=27.500(度)Ea=46.724 Ex=21.571 Ey=41.446(kN) 作用点高度 Zy=0.896(m) 计算下墙土压力无荷载时的破裂角 = 32.694(度)公路-I级路基面总宽= 13.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 5列布置宽度= 3.944(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 60.00005 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 60.00007 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 70.00009 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 70.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 3.600 0.300 15.000 15.00002 5.400 0.300 15.000 0.00003 3.600 0.600 60.000 60.00004 5.400 0.600 60.000 0.00005 3.600 0.600 60.000 60.00006 5.400 0.600 60.000 0.00007 3.600 0.600 70.000 70.00008 5.400 0.600 70.000 0.00009 3.600 0.600 70.000 70.00010 5.400 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=3.944(m) 分布长度L0=16.002(m) 荷载值SG=825.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.688(m)按力多边形法计算得到:破裂角： 34.183(度)Ea=38.462 Ex=38.392 Ey=2.324(kN) 作用点高度 Zy=1.314(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积 = 7.688(m2) 重量 = 176.835 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.109 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力 = 236.701(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=126.682(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.535(m)截面宽度 B = 1.466 (m) 偏心距 e1 = 0.198(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.198 <= 0.250*1.466 = 0.367(m)截面上压应力: 面坡=292.171 背坡=30.749(kPa)压应力验算满足: 计算值= 292.171 <= 1100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -23.682 <= 110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 236.701(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.821挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.466(m2)材料抗压极限强度Ra = 700.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.930计算强度时:强度验算满足: 计算值= 236.701 <= 364.583(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 236.701 <= 339.144(kN)=====================================================================第 3 种情况: 组合3=============================================组合系数: 1.0001. 挡土墙结构重力分项系数 = 1.000 √2. 填土重力分项系数 = 1.000 √3. 填土侧压力分项系数 = 1.000 √4. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 √=============================================[土压力计算] 计算高度为 5.753(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角 = 27.500(度)公路-I级路基面总宽= 13.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 5列布置宽度= 2.512(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 51.20705 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 51.20707 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 59.74209 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 59.742布置宽度B0=2.512(m) 分布长度L0=14.293(m) 荷载值SG=511.897(kN)换算土柱高度 h0 = 0.750(m)按假想墙背计算得到:第1破裂角： 27.630(度)Ea=52.672 Ex=21.423 Ey=48.119(kN) 作用点高度 Zy=0.896(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=27.504(度) 第1破裂角=27.500(度)Ea=46.724 Ex=21.571 Ey=41.446(kN) 作用点高度 Zy=0.896(m) 计算下墙土压力无荷载时的破裂角 = 33.349(度)公路-I级路基面总宽= 13.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 5列布置宽度= 4.254(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 60.00005 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 60.00007 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 70.00009 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 70.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 3.600 0.300 15.000 15.00002 5.400 0.300 15.000 0.00003 3.600 0.600 60.000 60.00004 5.400 0.600 60.000 0.00005 3.600 0.600 60.000 60.00006 5.400 0.600 60.000 0.00007 3.600 0.600 70.000 70.00008 5.400 0.600 70.000 0.00009 3.600 0.600 70.000 70.00010 5.400 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=4.254(m) 分布长度L0=16.321(m) 荷载值SG=825.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.625(m)按力多边形法计算得到:破裂角： 34.421(度)Ea=47.990 Ex=47.902 Ey=2.899(kN) 作用点高度 Zy=1.534(m)墙身截面积 = 8.455(m2) 重量 = 194.454 kN衡重台上填料重 = 15.536(kN) 重心坐标(1.198,-1.018)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.300采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度 = 5.711 (度)Wn = 209.505(kN) En = 51.038(kN) Wt = 20.950(kN) Et = 64.716(kN) 滑移力= 43.766(kN) 抗滑力= 78.163(kN)滑移验算满足: Kc = 1.786 > 1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 = 42.991(kN) > 0.0地基土摩擦系数 = 0.500地基土层水平向: 滑移力= 69.473(kN) 抗滑力= 128.498(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.850 > 1.300(二) 倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 1.085 (m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 1.939 (m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 4.256 (m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 1.911 (m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 1.381 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 157.976(kN-m) 抗倾覆力矩= 323.289(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.046 > 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值 = 117.838(kN-m) > 0.0(三) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力 = 260.543(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=165.313(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.535 (m) 偏心距 e = 0.133(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.634(m)基底压应力: 趾部=258.024 踵部=81.352(kPa)最大应力与最小应力之比 = 258.024 / 81.352 = 3.172作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.133 <= 0.167*1.535 = 0.256(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=258.024 <= 540.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=81.352 <= 585.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=169.688 <= 450.000(kPa)(四) 基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五) 上墙截面强度验算上墙重力 Ws = 56.878 (kN)上墙墙背处的 Ex = 21.571 (kN)上墙墙背处的 Ey = 8.629 (kN)相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂 Zw = 0.638 (m)相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂 Zy = 0.896 (m)相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂 Zx = 1.249 (m)[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾，合力作用力臂 Zn = 0.423(m)截面宽度 B = 1.608 (m) 偏心距 e1 = 0.381(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.381 <= 0.250*1.608 = 0.402(m) 截面上压应力: 面坡=98.624 背坡=-17.148(kPa)压应力验算满足: 计算值= 98.624 <= 1100.000(kPa)拉应力验算满足: 计算值= 17.148 <= 110.000(kPa) 切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -2.880 <= 110.000(kPa) 斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足: 计算值= 19.892 <= 110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 65.507(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.596挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.608(m2)材料抗压极限强度Ra = 700.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 1.000计算强度时:强度验算满足: 计算值= 65.507 <= 290.514(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 65.507 <= 290.514(kN)(六) 墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积 = 8.335(m2) 重量 = 191.702 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.086 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力 = 252.144(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=165.660(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.657(m)截面宽度 B = 1.566 (m) 偏心距 e1 = 0.126(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.126 <= 0.250*1.566 = 0.391(m)截面上压应力: 面坡=238.736 背坡=83.287(kPa)压应力验算满足: 计算值= 238.736 <= 1100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -20.041 <= 110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 252.144(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.928挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.566(m2)材料抗压极限强度Ra = 700.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.938计算强度时:强度验算满足: 计算值= 252.144 <= 440.342(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 252.144 <= 413.257(kN)(七) 台顶截面强度验算[土压力计算] 计算高度为 5.200(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角 = 27.500(度)公路-I级路基面总宽= 13.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 5列布置宽度= 2.512(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 51.20705 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 51.20707 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 59.74209 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 59.742布置宽度B0=2.512(m) 分布长度L0=14.293(m) 荷载值SG=511.897(kN)换算土柱高度 h0 = 0.750(m)按假想墙背计算得到:第1破裂角： 27.630(度)Ea=52.672 Ex=21.423 Ey=48.119(kN) 作用点高度 Zy=0.896(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=27.504(度) 第1破裂角=27.500(度)Ea=46.724 Ex=21.571 Ey=41.446(kN) 作用点高度 Zy=0.896(m) 计算下墙土压力无荷载时的破裂角 = 32.694(度)公路-I级路基面总宽= 13.000(m), 路肩宽=0.000(m) 安全距离=0.500(m)单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离= 0.350(m), 车与车之间距离=0.600(m)经计算得，路面上横向可排列此种车辆 5列布置宽度= 3.944(m)布置宽度范围内车轮及轮重列表:第1列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 0.500 0.300 15.000 15.00002 2.300 0.300 15.000 15.00003 0.500 0.600 60.000 60.00004 2.300 0.600 60.000 60.00005 0.500 0.600 60.000 60.00006 2.300 0.600 60.000 60.00007 0.500 0.600 70.000 70.00008 2.300 0.600 70.000 70.00009 0.500 0.600 70.000 70.00010 2.300 0.600 70.000 70.000第2列车:中点距全部破裂体轮号路边距离(m) 轮宽(m) 轮压(kN) 上轮压(kN)01 3.600 0.300 15.000 15.00002 5.400 0.300 15.000 0.00003 3.600 0.600 60.000 60.00004 5.400 0.600 60.000 0.00005 3.600 0.600 60.000 60.00006 5.400 0.600 60.000 0.00007 3.600 0.600 70.000 70.00008 5.400 0.600 70.000 0.00009 3.600 0.600 70.000 70.00010 5.400 0.600 70.000 0.000布置宽度B0=3.944(m) 分布长度L0=16.002(m) 荷载值SG=825.000(kN)换算土柱高度 h0 = 0.688(m)按力多边形法计算得到:破裂角： 34.183(度)Ea=38.462 Ex=38.392 Ey=2.324(kN) 作用点高度 Zy=1.314(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积 = 7.688(m2) 重量 = 176.835 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.109 (m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力 = 236.701(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=126.682(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.535(m)截面宽度 B = 1.466 (m) 偏心距 e1 = 0.198(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.198 <= 0.250*1.466 = 0.367(m)截面上压应力: 面坡=292.171 背坡=30.749(kPa)压应力验算满足: 计算值= 292.171 <= 1100.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= -23.682 <= 110.000(kPa)[极限状态法]:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 236.701(kN)轴心力偏心影响系数醟= 0.821挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.466(m2)材料抗压极限强度Ra = 700.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数鉬= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.930计算强度时:强度验算满足: 计算值= 236.701 <= 364.583(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 236.701 <= 339.144(kN)=================================================各组合最不利结果=================================================(一) 滑移验算安全系数最不利为：组合1(组合1)抗滑力 = 78.163(kN),滑移力 = 43.766(kN)。
建公路浆砌片石重力式路堤墙挡土墙设计说明书
（一） 设计资料：某新建公路K2+345~K2+379路段采用浆砌片石重力式路堤墙，具体设计资料列于下：1．路线技术标准，山岭重丘区一般二级公路，路基宽8.5m ，路面宽7.0m 。
2．车辆荷载，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车-100。
3．横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所示。
4．K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式如图1所示（注：参考尺寸：1 1.4b =m,d l =0.40m,d h =0.60m ）。
5．填料为砂性土，其密度=γ18KN/m 3，计算内摩擦角φ=35，填料与墙背间的摩擦角δ=2/φ。
6．地基为整体性较好的石灰岩，其允许承载力[]0σ=450Kpa ，基地摩擦系数为f =0.45。
7．墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体a γ=22KN/m 3，砌体容许压应力为[]600=a σKpa ，容许剪应力[τ]=100Kpa ，容许拉应力[wl σ]=60 Kpa 。
横断面原地面实测值及路基设计标高 表1图1 K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式示意图（二）设置挡土墙的理由：该地段地形复杂，山坡较陡，大多数路基属于半填半挖式，且填方量较大。
为了减少工程造价，常常因地制宜，设置高低错落的台地。
台地边界的处理一般采用二种方式，一种是自然放坡方式；另外一种是当自然放坡处于不稳定状态时，或由于使用等理由，要求设计边坡超过土体允许最大边坡时，为防止土体坍塌或滑动，应设置不同形式的支挡构筑物，而挡土墙是最常见的形式。
为了防止填方路基滑动，并且减少填方的数量，需要设置挡土墙。
同时，该处路基挖方量较少，边坡能够在开挖后较稳定，所以不用设置路堑墙，只用设置防止路基沿边坡下滑的路肩墙或路堤墙即可。
经过比较，决定设置路堤墙，因为若用路肩墙，经过初步估算，其承受的土的主动土压力较大，使其抗滑稳定性和抗倾覆稳定性较差，很容易让路基随其沿着山坡下滑，导致路基的破坏，因而不宜选用。
（三）挡土墙的尺寸拟定以及计算步骤计算时，取K2+361处横断面来设计挡土墙（因为该处地形在七个横断面中最陡）。
理正岩土常见问题-挡土墙
常见问题挡土墙1．“圬工之间摩擦系数”意义，如何取值答：用于挡墙截面验算，反应圬工间的摩阻力大小。
取值与圬工种类有关，一般采用（主要组合）~（附加组合），该值取自《公路设计手册》第603页。
2．“地基土的粘聚力”意义，如何取值答：整体稳定验算时滑移面所在地基土的粘聚力，由地勘报告得到。
3．“墙背与墙后填土摩擦角”意义，如何取值答：用于土压力计算。
影响土压力大小及作用方向。
取值由墙背粗糙程度和填料性质及排水条件决定，无试验资料时，参见相关资料《公路路基手册》591页，具体内容如下：墙背光滑、排水不良时：δ=0；混凝土墙身时：δ=（0~1/2）φ一般情况、排水良好的石砌墙身：δ=（1/2~2/3）φ台阶形的石砌墙背、排水良好时：δ=2/3φ第二破裂面或假象墙背时：δ=φ4．“墙底摩擦系数”意义，如何取值答：用于滑移稳定验算。
5．“地基浮力系数”如何取值答：该参数只在公路行业《公路路基手册》中有定义表格，其他行业可直接取，具体《公路路基手册》定义表格如下：6．“地基土的内摩擦角”意义，如何取值答：用于防滑凸榫前的被动土压力计算，影响滑移稳定验算；从勘察报告中取得。
7．“圬工材料抗力分项系数”意义，如何取值答：按《公路路基设计规范》JTG D30-2004，采用极限状态法验算挡墙构件正截面强度和稳定时用材料抗力分项系数，8．“地基土摩擦系数”意义，如何取值答：用于倾斜基底时土的抗滑移计算。
参见《公路路基手册》P593表3-3-3。
见下表。
9．挡土墙的地面横坡角度应怎么取坡度，一般土压力只考虑岩石以上的那部分土压力，也可根据经验来给。
如挡土墙后为土，地面横坡角度一般根据经验来给，如无经验，可给0（土压力最大）。
10．浸水挡墙的土压力与非浸水挡墙有何区别答：浸水挡墙验算时，水压力的影响主要表现在两个方面：首先，用库伦理论计算土压力时破坏楔体要考虑水压力的作用。
计算破坏楔体时，有水的情况和无水的情况时计算原理是一样的，只是浸水部分土体采用浮重度。
五种常见挡土墙的设计计算实例
挡土墙设计实例挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。
在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基地；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。
根据挡土墙的设置位置不同，分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。
设置于路堤边坡的挡土墙称为路堤墙；墙顶位于路肩的挡土墙称为路肩墙；设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙；设置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。
本实例中主要讲述了5种常见挡土墙的设计计算实例。
1、原始条件:墙身尺寸:墙身高: 6.500(m)墙顶宽: 0.660(m)面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.200 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶bl：0.300(m) 墙趾台阶hi： 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率： 0.200：1物理参数：圬工砌体容重： 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数： 0.400 地基土摩擦系数： 0.500 砌体种类：片石砌体砂浆标号： 5 石料强度(MPa)： 30挡土墙类型：一般挡土墙墙后填土内摩擦角：35.000(度) 墙后填土粘聚力：0.000(kPa) 墙后填土容重：19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角：17.500(度) 地基土容重：18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力：500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数：墙趾值提高系数：1.200 墙踵值提高系数：1.300 平均值提高系数：1.000 墙底摩擦系数：0.500 地基土类型：土质地基地基土内摩擦角： 30.000(度) 土压力计算方法：库仑坡线土柱：坡面线段数： 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m)换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0坡面起始距离： 0.000(m)地面横坡角度： 20.000(度)墙顶标高： 0.000(m)挡墙分段长度： 10.000(m) 组合1(仅取一种组合计算)组合系数：1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000 V2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000 V3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000 V4.填土侧压力分项系数=1.000 V5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000 V［土压力计算］计算高度为7.309(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=28.320(度)按实际墙背计算得到：第1破裂角：28.320(度)Ea=244.312 Ex=214.072 Ey=117.736(kN)作用点高度 Zy=2.627(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在墙身截面积=15.518(m2) 重量=356.925 kN (一)滑动稳定性验算基底摩擦系数 =0.500 采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下：基底倾斜角度=11.310 (度)Wn = 349.993(kN) En = 157.432(kN) Wt = 69.999(kN) Et = 186.825(kN) 滑移力=116.827(kN) 抗滑力=253.713(kN) 滑移验算满足：Kc = 2.172 > 1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足：方程值=164.582(kN) > 0.0地基土摩擦系数=0.500地基土层水平向：滑移力=214.072(kN) 抗滑力=252.070(kN)地基土层水平向：滑移验算不满足：Kc2 = 1.177 <= 1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw = 2.186 (m)相对于墙趾点，Ey的力臂Zx = 3.521 (m)相对于墙趾点，Ex的力臂Zy = 1.818 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=389.149(kN-m) 抗倾覆力矩=1194.778(kN-m) 倾覆验算满足：K0 = 3.070 > 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足：方程值=649.592(kN-m) > 0.0 (三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=507.426(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=805.628(kN-m)基础底面宽度 B = 4.127 (m) 偏心距 e = 0.476(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.588(m)基底压应力：趾部=208.008 踵部=37.896(kPa)最大应力与最小应力之比 = 208.008 / 37.896 = 5.489作用于基底的合力偏心距验算满足： e=0.476 <= 0.167*4.127 = 0.688(m)墙趾处地基承载力验算满足：压应力=208.008 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足：压应力=37.896 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足：压应力=122.952 <= 500.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积 = 13.946(m2) 重量 = 320.764 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.134 (m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx = 3.521 (m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy = 1.818 (m)［容许应力法］：法向应力检算：作用于验算截面的总竖向力=438.499(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=710.021(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.619(m)截面宽度 B = 3.885 (m) 偏心距 e1 = 0.323(m)截面上偏心距验算满足： e1= 0.323 <= 0.250*3.885 = 0.971(m)截面上压应力：面坡=169.225 背坡=56.514(kPa)压应力验算满足：计算值= 169.225 <= 800.000(kPa)切向应力检算：剪应力验算满足：计算值= 9.954 <= 80.000(kPa)［极限状态法］：重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 438.499(kN)轴心力偏心影响系数管=0.923挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.885(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数金目=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.997计算强度时:强度验算满足: 计算值= 438.499 <= 2484.452(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 438.499 <= 2478.074(kN)(六)台顶截面强度验算［土压力计算］计算高度为6.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 29.150(度)按实际墙背计算得到:第1破裂角： 29.150(度)Ea=172.939 Ex=151.533 Ey=83.340(kN) 作用点高度 Zy=2.150(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在墙身截面积 = 12.060(m2) 重量 = 277.380 kN［强度验算］验算截面以上，墙身截面积 = 12.060(m2) 重量 = 277.380 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.738 (m)相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx = 2.930 (m)相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy = 2.150 (m)［容许应力法］:法向应力检算:作用于验算截面的总竖向力=360.720(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=400.617(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.111(m)截面宽度 B = 3.360 (m) 偏心距 e1 = 0.569(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.569 <= 0.250*3.360 = 0.840(m)截面上压应力：面坡=216.516背坡=-1.802(kPa)压应力验算满足: 计算值= 216.516 <= 800.000(kPa)拉应力验算满足：计算值= 1.802 <= 80.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足: 计算值= 2.156 <= 80.000(kPa)［极限状态法］:重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 360.720(kN)轴心力偏心影响系数管=0.744挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.360(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数金目=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.994计算强度时:强度验算满足: 计算值= 360.720 <= 1730.509(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 360.720 <= 1720.261(kN)2、衡重式挡土墙原始条件:墙身尺寸:墙身总高: 9.600(m)上墙高: 3.400(m)墙顶宽: 0.660(m)台宽: 1.500(m)面坡倾斜坡度: 1:0.150上墙背坡倾斜坡度: 1:0.200下墙背坡倾斜坡度: 1:-0.200采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶bl： 0.300(m)墙趾台阶hi： 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率： 0.200：1 下墙土压力计算方法：力多边形法物理参数：圬工砌体容重： 23.000(kN/m3)圬工之间摩擦系数： 0.400 地基土摩擦系数： 0.500 砌体种类：片石砌体砂浆标号：5石料强度(MPa)： 30挡土墙类型：一般挡土墙墙后填土内摩擦角： 35.000(度)墙后填土粘聚力：0.000(kPa)墙后填土容重：19.000(kN/m3)墙背与墙后填土摩擦角：17.500(度)地基土容重：18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力：500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数：墙趾值提高系数：1.200墙踵值提高系数：1.300平均值提高系数：1.000墙底摩擦系数：0.500地基土类型：土质地基地基土内摩擦角：30.000(度)坡线土柱：坡面线段数：2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m)换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0地面横坡角度：20.000(度)墙顶标高：0.000(m)挡墙分段长度：10.000(m) 组合1(仅取一种组合计算)组合系数：1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000 V2.填土重力分项系数=1.000 V3.填土侧压力分项系数=1.000 V4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000 V［土压力计算］计算高度为10.242(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角=31.060(度)按假想墙背计算得到：第1破裂角：32.720(度)Ea=148.041 Ex=56.254 Ey=136.937(kN)作用点高度 Zy=1.260(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在: 第2破裂角=17.542(度)第1破裂角=31.060(度)Ea=102.147 Ex=62.124 Ey=81.085(kN)作用点高度 Zy=1.465(m)计算下墙土压力无荷载时的破裂角=34.222(度)按力多边形法计算得到：破裂角：34.222(度)Ea=201.028 Ex=199.855 Ey=21.676(kN) 作用点高度 Zy=2.979(m)墙身截面积 = 25.299(m2) 重量 = 581.869 kN衡重台上填料重 = 90.539(kN) 重心坐标(1.649,-1.646)(相对于墙面坡上角点) (一)滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:基底倾斜角度 = 11.310 (度)Wn = 659.350(kN) En = 152.144(kN) Wt = 131.870(kN) Et = 236.739(kN)滑移力= 104.869(kN) 抗滑力= 405.747(kN)滑移验算满足: Kc = 3.869 > 1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 = 353.905(kN) > 0.0地基土摩擦系数 = 0.500地基土层水平向: 滑移力= 261.979(kN) 抗滑力= 396.867(kN)地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.515 > 1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 2.308 (m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx = 4.117 (m)相对于墙趾，上墙Ex的力臂Zy = 7.665 (m)相对于墙趾，下墙Ey的力臂Zx3 = 3.807 (m)相对于墙趾，下墙Ex的力臂Zy3 = 2.337 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 943.130(kN-m) 抗倾覆力矩= 2066.104(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 2.191 > 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值 = 793.025(kN-m) > 0.0(三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距作用于基础底的总竖向力=8n.494(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1122.975(kN-m) 基础底面宽度 B = 3.275 (m) 偏心距 e = 0.254(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.384(m)基底压应力：趾部=362.948 踵部=132.600(kPa)最大应力与最小应力之比 = 362.948 / 132.600 = 2.737作用于基底的合力偏心距验算满足： e=0.254 <= 0.167*3.275 = 0.546(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=362.948 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=132.600 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=247.774 <= 500.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)上墙截面强度验算上墙重力Ws = 98.141 (kN)上墙墙背处的Ex = 62.124 (kN)上墙墙背处的Ey = 12.425 (kN)相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂 Zw = 0.889 (m)相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂Zy = 1.465 (m)相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂Zx = 1.557 (m)［容许应力法］:法向应力检算:相对于上墙墙趾，合力作用力臂 Zn = 0.141(m)截面宽度 B = 1.850 (m) 偏心距 e1 = 0.784(m)截面上偏心距验算不满足: e1= 0.784 > 0.250*1.850 = 0.463(m)截面上压应力：面坡=211.665背坡=-92.134(kPa)压应力验算满足: 计算值= 211.665 <= 800.000(kPa)拉应力验算不满足：计算值= 92.134 > 80.000(kPa)切向应力检算：剪应力验算满足：计算值= 9.674 <= 80.000(kPa)斜截面剪应力检算斜剪应力验算满足：计算值= 41.598 <= 80.000(kPa)［极限状态法］：重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 110.566(kN)轴心力偏心影响系数管=0.233挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.850(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数金目=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.981计算强度时:强度验算满足: 计算值= 110.566 <= 298.521(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 110.566 <= 292.889(kN)(六)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积 = 24.226(m2) 重量 = 557.198 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.313 (m)［容许应力法］:法向应力检算:作用于截面总竖向力=750.498(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=H06.215(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.474(m)截面宽度 B = 3.340 (m) 偏心距 e1 = 0.196(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.196 <= 0.250*3.340 = 0.835(m)截面上压应力：面坡=303.826 背坡=145.574(kPa)压应力验算满足: 计算值= 303.826 <= 800.000(kPa)切向应力检算：剪应力验算满足：计算值= -11.443 <= 80.000(kPa)［极限状态法］：重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 750.498(kN)轴心力偏心影响系数管=0.960挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.340(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数目= 2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮= 0.968计算强度时：强度验算满足: 计算值= 750.498 <= 2221.592(kN)计算稳定时:稳定验算满足: 计算值= 750.498 <= 2149.911(kN)(七)台顶截面强度验算［土压力计算］计算高度为9.100(m)处的库仑主动土压力计算上墙土压力无荷载时的破裂角 = 31.060(度)按假想墙背计算得到:第1破裂角： 32.720(度)Ea=148.041 Ex=56.254 Ey=136.937(kN) 作用点高度 Zy=1.260(m)因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：第2破裂角=17.542(度) 第1破裂角=31.060(度)Ea=102.147 Ex=62.124 Ey=81.085(kN) 作用点高度 Zy=1.465(m) 计算下墙土压力无荷载时的破裂角 = 34.075(度)按力多边形法计算得到:破裂角： 34.075(度)Ea=156.451 Ex=155.539 Ey=16.870(kN) 作用点高度 Zy=2.522(m)［强度验算］验算截面以上，墙身截面积 = 22.550(m2) 重量 = 518.644 kN相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.358 (m)［容许应力法］:法向应力检算:作用于截面总竖向力=707.137(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=830.127(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.174(m)截面宽度 B = 3.065 (m) 偏心距 e1 = 0.359(m)截面上偏心距验算满足: e1= 0.359 <= 0.250*3.065 = 0.766(m)截面上压应力：面坡=392.661 背坡=68.767(kPa)压应力验算满足: 计算值= 392.661 <= 800.000(kPa)切向应力检算：剪应力验算满足：计算值= -21.270 <= 80.000(kPa)［极限状态法］：重要性系数0 = 1.000验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 707.137(kN)轴心力偏心影响系数管=0.859挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 3.065(m2)材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa)圬工构件或材料的抗力分项系数金目=2.310偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.959计算强度时：强度验算满足：计算值=707.137 <= 1823.443(kN)计算稳定时：稳定验算满足：计算值=707.137 <= 1749.052(kN)3、加筋土挡土墙原始条件:墙身尺寸:墙身总高: 8.200(m) 筋带竖向间距是否不等: 否单个筋带厚: 1(mm) 筋带水平方向间距: 0.420(m) 筋带竖直方向间距: 0.400(m)筋带长度竖向分段数: 2分段序号高度(m) 筋带长(m)1 6.000 6.0002 2.200 4.000筋带序号筋带宽(m)1 0.2002 0.2003 0.2004 0.2005 0.2006 0.2007 0.2008 0.2009 0.20010 0.20011 0.20012 0.2013 0.20014 0.20015 0.20016 0.20017 0.20018 0.20019 0.20020 0.200物理参数:加筋土容重: 20.000(kN/m3) 加筋土内摩擦角: 35.000(度) 筋带容许拉应力: 50.000(MPa) 土与筋带之间的摩擦系数: 0.400 加筋土浮容重: 10.000(kN/m3) 地基土浮重度:10.000(kN/m3) 筋带抗拔力计算调节系数: 1.400 筋带材料抗拉计算调节系数: 1.000 筋带材料强度标准值: 240.000(MPa) 筋带材料抗拉性能的分项系数: 1.250挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数:1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基地基土内摩擦角: 30.000(度)坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)计算参数:稳定计算目标: 给定圆心,半径计算安全系数圆心乂坐标：-2.000(m)圆心丫坐标：10.000(m)半径： 15.000(m)筋带对稳定的作用：筋带力沿圆弧切线内部稳定分析采用方法：应力分析法条分法的土条宽度： 0.500(m) 墙后填土粘聚力： 10.000(kPa) 墙体填土粘聚力： 10.000(kPa) 地基土粘聚力： 10.000(kPa) 土条切向分力与滑动方向反向时：当作下滑力对待第 1 种情况：组合1组合系数： 1.0001.挡土墙结构重力分项系数=1.000 V2.填土侧压力分项系数=1.000 V3. 车辆荷载引起的土侧压力分项系数 = 1.000 V内部稳定性验算采用应力分析法 (一) 应力分析法筋带号宽度总长度稳定区竖向压应水平应最大拉力抗拉力抗拔力设计值(kN) (kN) (kN)(m) (m) 长度(m) 力(kPa) 力(kPa)01 0.200 6.000 3.540 46.000 19.139 3.215 38.400 18.61002 0.200 6.000 3.540 54.000 21.908 3.681 38.400 21.84703 0.200 6.000 3.540 62.000 24.511 4.118 38.400 25.08304 0.200 6.000 3.540 70.000 26.948 4.527 38.400 28.32005 0.200 6.000 3.540 78.000 29.220 4.909 38.400 31.55706 0.200 6.000 3.540 86.000 31.326 5.263 38.400 34.79307 0.200 6.000 3.540 94.000 33.265 5.589 38.400 38.03008 0.200 6.000 3.540 102.000 35.040 5.887 38.400 41.26609 0.200 6.000 3.605 110.000 36.648 6.157 38.400 45.32510 0.200 6.000 3.814 118.000 38.091 6.399 38.400 51.42911 0.200 6.000 4.022 126.000 39.367 6.614 38.400 57.91512 0.200 6.000 4.230 134.000 40.478 6.800 38.400 64.78113 0.200 6.000 4.438 142.000 41.423 6.959 38.400 72.02714 0.200 6.000 4.647 150.000 42.203 7.090 38.400 79.65515 0.200 4.000 2.855 158.000 42.816 7.193 38.400 51.54916 0.200 4.000 3.063 166.000 44.984 7.557 38.400 58.10917 0.200 4.000 3.271 174.000 47.152 7.922 38.400 65.05018 0.200 4.000 3.479 182.000 49.320 8.286 38.400 72.37219 0.200 4.000 3.688 190.000 51.488 8.650 38.400 80.07520 0.200 4.000 3.896 198.000 53.656 9.014 38.400 88.158单个筋带结点抗拔稳定满足: 拉力设计值=3.215 <= 18.610(kN)筋带截面抗拉强度验算满足: 拉力设计值=9.014 <= 38.400(kN)全墙抗拔验算满足: 最小安全系数=11.415 >= 2.000外部稳定性验算［土压力计算］计算墙背处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角： 32.600(度)Ea=246.817 Ex=202.181 Ey=141.568(kN) 作用点高度 Zy=3.400(m) 墙身截面积 = 44.800(m2) 重量 = 896.000 kN墙顶上的土重(包括超载) = 171.000(kN) 重心坐标(3.667,0.889)(相对于墙面坡上角点) 墙顶上的土重(不包括超载) = 171.000(kN) 重心坐标(3.667,0.889)(相对于墙面坡上角点) (一)滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500滑移力= 202.181(kN) 抗滑力= 604.284(kN)滑移验算满足: Kc = 2.989 > 1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足: 方程值 = 455.454(kN) > 0.0(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.804 (m)相对于墙趾点，墙土压力Ey的力臂Zx = 6.000 (m)相对于墙趾点，墙土压力Ex的力臂Zy = 3.400 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 687.414(kN-m) 抗倾覆力矩= 3988.410(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 5.802 > 1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足: 方程值 = 2673.196(kN-m) > 0.0(三)地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力=1208.568(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=3300.996(kN-m) 墙计算宽度 B = 6.000 (m) 偏心距 e = 0.269(m)墙底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 2.731(m)基底压应力：墙趾二255.546 墙踵=147.310(kPa)最大应力与最小应力之比 = 255.546 / 147.310 = 1.735作用于基底的合力偏心距验算满足： e=0.269 <= 0.167*6.000 = 1.000(m)墙趾处地基承载力验算满足：压应力=255.546 <= 600.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足：压应力=147.310 <= 650.000(kPa)地基平均承载力验算满足：压应力=201.428 <= 500.000(kPa) (四) 整体稳定验算圆心： (-2.000,10.000)半径 = 15.000(m)安全系数 = 1.802 总的下滑力总的抗滑力土体部分下滑力土体部分抗滑力筋带的抗滑力= 1214.149(kN) = 2188.340(kN) = 1214.149(kN) = 2188.340(kN)= 0.000(kN)整体稳定验算满足：最小安全系数=1.802 >= 1.2504、桩板式挡土墙原始条件：墙身尺寸:桩总长: 16.000(m)嵌入深度: 6.000(m) 截面形状: 方桩 桩宽: 1.000(m) 桩高: 1.500(m) 桩间距: 3.500(m) 挡土板的类型数: 2板类型号 1 2板厚(m) 0.200 0.200板宽(m) 0.500 0.500嵌入段土层数: 1 柱底支承条件: 铰接 计算方法：M 法 土层序号土层厚(m)1 50.000 初始弹性系数A: 0.000(MN/m3)初始弹性系数A1: 0.000(MN/m3)板块数 8 8重度(kN/m3)18.000M(MN/m4) 10.000物理参数:桩混凝土强度等级: C40桩纵筋合力点到外皮距离: 35(mm)桩纵筋级别: HRB335桩箍筋级别: HPB235 桩箍筋间距: 150(mm) 板混凝土强度等级: C30 板纵筋合力点到外皮距离: 35(mm) 板纵筋级别: HRB335挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力:0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角:17.500(度) 土压力计算方法: 库仑坡线土柱:坡面线段数: 2折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m)换算土柱数1 3.000 2.000 02 5.000 0.000 0地面横坡角度: 20.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 10.000(m)钢筋混凝土配筋计算依据：《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002) 第 1 种情况: 组合1注意：内力计算时，土压力分项(安全)系数 = 1.000［土压力计算］计算高度为10.000(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角 = 31.530(度)第1破裂角： 31.530(度)Ea=313.264 Ex=298.765 Ey=94.200(kN) 作用点高度 Zy=3.584(m)(一) 桩身内力计算计算方法: m 法背侧——为挡土侧；面侧——为非挡土侧。
挡土墙验算资料：车辆荷载换算及计算参数
3
第二破裂面或假想墙背时：
⑶ 基底与基底土间的摩擦系数（教材 P145 表 6-12） 缺乏试验资料时，挡土墙基底与基底土间的摩擦系数可参考下表选用： 路 基 路 面 工 程 -----李强
－墙背填土的容重（kN/m3） 。
⑵ 根据破裂棱体范围内布置的车辆荷载计算 根据墙后破裂棱体上的车辆荷载换算为重度与墙后填土相同的均布土层，其厚度 h0 的计算公式为：
h0
B0 L
Q
式中：γ 为墙后填土的重度（kN/m3） ；B0 为不计车辆荷载作用时破裂棱体的宽度（m） ，对于路堤墙为破裂棱体 范围内的路基宽度（即不计边坡部分的宽度 b） ；L 为挡土墙的计算长度（m） ； 车轮总重（kN） ，Q 为每辆标准汽车总重 550kN。
填料内摩擦角或综合内摩擦角（°） 填料种类 粘性土 墙高 H≤6ｍ 墙高 H＞6ｍ 综合内摩擦角 φD 35～40 30～35 ― ― ― ― 内摩擦角 φ ― ― 45～50 40～45 35～40 30～35 重度（kN/m3） 17～18 18～19 18～19 18～19 17～18
碎石、不易风化的块石 大卵石、碎石类土、不易风化的岩石碎块 小卵石、砾石、粗砂、石屑 中砂、细砂、砂质土
Ex cos 0 N sin 0 Ex N tan 0
式中： G 为作用于基底以上的重力（kN） ，浸水挡土墙的浸水部分应计入浮力； E x 、 E y 为墙后主动土压力的 水平分量和竖向分量（kN） ； 0 为基底倾斜角（°） ； rQ1 为主动土压力分项系数； 为基底与地基间的摩擦系 数；N 为作用于基底上合力的竖向分力（kN） ，浸水挡土墙应计浸水部分的浮力。
挡土墙设计及验算
挡土墙设计设计条件：双向四车道设计车速为80km/h的一级公路某横断面，设计荷载公路－I级，拟设一段路肩挡土墙（重力式挡土墙墙身材料采用号砂浆，25号片石；衡重式挡土墙墙身材料采用10号砂浆，50号片石；悬臂式挡土墙墙身材料采用C30钢筋混凝土）。
路基填土（砂性土）高度为4m，基底为饱和的砂性土地基，基底摩擦系f=，地基承载力130 KPa，墙身分段长度为10m。
回填土为砂类土，内摩擦角φ=35°，墙背与填土间的摩擦角°，容重为γ=18kN/m3。
广州市抗震设防烈度为7度（），只采取抗震构造措施，计算不考虑地震作用。
Q:1.墙底摩擦系数取值及其影响2.地基土内摩擦系数取值及其影响3.墙后填土内摩擦角取值及其影响4.主动土压力受什么影响5.地基承载力特征值提高系数（含墙趾值提高系数、墙踵值提高系数、平均提高系数）如何选定6.不均匀沉降是什么原因导致参数如何体现7.不同类型挡土墙的适用性如何挡土墙的设计与验算（以极限状态设计的分项系数法进行设计）:(1) 进行车辆荷载换算；(2) 利用有关设计手册中的相应公式，计算主动土压力，求出土压力的大小、方向及作用点；(3) 设计挡土墙截面：先拟定墙身尺寸，然后进行：a) 抗滑稳定性计算；b) 抗倾覆稳定性验算；c) 基底应力验算；d) 截面应力验算；e) 挡土墙截面尺寸的调整与选取。
(4) 画出选用的挡土墙横断面图，整理计算书等有关设计文件。
一、挡土墙形式的选择：选择原则：(1)用途、高度与重要性；(2)地形、地质条件；(3)就地取材、经济、安全。
1.重力式挡土墙(gravity bulkhead)靠自重保持稳定，适用于H<5m的低墙。
材料：块石、砖、素砼(plain concret)。
优点：结构简单、施工方便、可就地取材，应用较广。
缺点：工程量大，沉降大。
2．悬臂式挡土墙(cantilever retaining wall)：靠墙踵悬臂以上的土重维持稳定，墙内钢筋受拉力。
车辆等代均布荷载换算
车辆等代均布荷载换算
挡土墙高度(M)
H=9挡土墙墙背坡度；俯斜正，仰斜负
m2=20破坏面与垂直面夹角（度）
θ=45tan(θ)=1破坏棱体宽度（M）Bo=H(m2+tan θ)
Bo=9.45车辆前后轴的轴距(M)
La=5路堤墙的墙顶边坡高度(M)
hp=0挡土墙分段长度（M）L=
12Lo=
10.19615车辆的扩散长度（M）Lo=La+(2hp+H)tan30
Lo=10.19615布置在Bo×Lo范围内的轮载重力（KN）
∑G=500车辆等代均布荷载(KPa)qk=∑G/(Bo×Lo)
qk= 5.189218土体重度（KN/M3），取γ=18
γ18等代均布荷载换算土柱高(M) ho=qk/γho=0.28829 墙背倾斜角（度）α （俯斜正，仰斜负） 填土内摩擦角（度）φ (本程序适用于φ大于等于3墙后填土面倾角（度）β
张建波2006-04-01
中材国际研发中心
结构设计研究所
破坏角的求导计算程序采用循环差分思想 墙背倾斜角（度）α （俯斜正，仰斜负）
填土内摩擦角（度）φ
(本程序适用于φ
大于等于30度)
墙后填土面倾角（度）
β
破坏角（度）θ张建波2006-04-01 中材国际研发中心
结构设计研究所。
挡土墙设计
路基工程必须精心组织，在确保工程质量的 原则下进行 因地制宜，合理利用当地材料和工业废料 以挖作填，合理调运，节约用地，注意保护 耕地和农田水利设施 保护生态环境，尽量少破坏原有植被地貌。 必须妥善处理清除的杂物，不得倾弃于河 流水域中 防止地面水和地下水对路基的浸泡和软化， 是路基施工的关键
二、路基施工前的准备工作
熟悉图纸 施工测量 场地清理 试验
三、土方路堤施工技术
填料的选择 基底的处理 填筑方案
四、土质路堑施工技术
横挖法、纵挖法、混合法
五、压实技术
1.土基压实机理 土是由固体土颗粒、颗粒之间空隙和水组成 的三相体。 压实使土颗粒重新组合，彼此挤紧，空隙减 少，土的单位质量提高，水渗入土体的渠 道也减少形成密实的整体，内摩阻力和粘 聚力大大增加，从而使土基强度增加、稳 定性增强。
控制性抗滑稳定性的方法
采用倾斜基底 采用凸榫基础 采用人工基础
增加抗倾覆稳定性的方法
展宽墙趾 改变墙面及墙背坡度 改变墙身断面形式
提高地基承载力或减小基底应力的方法
采用人工基础 采用扩大基础
第九节
路基施工技术
一、路基施工的基本要求
公路路基施工必须按主管部门批准了的设计 文件进行。如需变更设计或改变原施工方 案，或采用特殊施工方法时，应按施工管 理程序，预先报请审批 必须贯彻安全生产的方针，制定技术安全措 施，加强安全教育，严格执行安全操作程 序
*车辆荷载：公路－Ⅰ级，公路－Ⅱ级
四、挡土墙稳定性演算
1.挡土墙的破坏形式及稳定性要求 重力式挡土墙的破坏形式及原因
基础滑动而造成的破坏 绕墙趾转动所引起的倾覆 基础产生过大或不均匀沉陷而引起的墙身倾斜 墙身材料不足引起的墙身剪切破坏 沿通过墙踵的某一个滑动面发生的剪切破坏
挡土墙设计 参考
九王爷工作室出品1.车辆荷载计算作用在填料上的车辆荷载，可近似地按均匀荷载分布考虑。
计算时，把荷载换成容重与墙后填料相同的均匀分布土层。
2.1车辆荷载计算理论根据《公路桥涵设计规范》把作用在破坏棱体上的车辆荷载换算成土层，其厚度0h 按公式计算如下：00Q h B Lγ=∑γ--墙后填料的容重kN/m 3;0B --破坏棱体的宽度，m ，对于路堤墙边坡部分的宽度b 不计入内，0()tan tan B H a H b θα=++-L --挡土墙的计算长度，m ，取值见下述规定；Q --∑布置在0B L ⨯面积内的车轮总重，kN挡土墙的长度计算长度，可按以下四种情况取值：（1）汽车-10或汽车-15级作用时，取挡土墙的分段长度，但不大于15m 。
（2）汽车-20级作用时，取重车的扩散长度，但不超度20m 。
（3）汽车-超20级作用时，取重车的扩散长度，但不超过20m 。
（4）平板挂车或履带车作用时，取挡土墙长度和车辆长度和车辆的扩散长度两者中较大者，但不大于15m 。
各级汽车荷载的重车、平板车或履带车的扩散长度，可按以下计算：0(2)tan30L L H a =++o式中：0L ：前后轴距轮胎着地长度或履带车着地长度，m ，取值见表2.1表 2.10L 取值的大小计算挡土墙时，汽车荷载的计算如下：纵向：当取用挡土墙分段长度时，为分段内可能布置的车轮；当取用一辆重车的扩散长度时，为一辆重车。
横向：破坏棱体宽度0B 范围内可能布置的车轮，车辆外侧车轮中线距路面（或硬路肩）、安全带边缘的距离为0.5m 。
2.1车辆荷载理论计算2.1.1求不计车辆荷载作用时的破坏棱体宽度0B 。
(2)tan ()ab H H a A H a α-+=+=23 4.57(723)tan (73)α⨯-⨯+⨯+=-0.362ψϕδ=+∂+ =39.964otan tan θψ=-=39.964-o =38.379o0()tan tan B H a H b θ=++∂-=(73)0.79270.25 4.5+⨯+⨯-- =1.672.1.2求纵向分布长度L0(2)tan 30L L H a =++=o 20.5>20有条件可知L 的长度取20米。
衡重式挡土墙设计说明书
衡重式挡土墙设计一、衡重式挡土墙原始条件:地面横坡角度: 15.000(度)墙顶标高: 0.000(m)挡墙分段长度: 15.000(m)二、 车辆荷载换算()()210208.5211.875/8q KN m =-⨯-= 011.8750.625()19qh m γ=== 注：《公路挡土墙设计与施工技术细则》4.2.5规定当墙高H<=2.0m 时，车辆荷载q=20.0()2/KN m ； 当墙高H>=10.0m 时，车辆荷载q=10.0()2/KN m 三、上墙土压力计算及截面验算1）计算破裂角，判断是否出现第二破裂面01tan 1.533.69ββ==假想墙背倾角为111111tan 3.40.250.6tan 0.4263.423.10H d H ααα⋅+⨯+'==='=︒假设路堤墙第一破裂面交于荷载内()()()()11000sin cot tan 3.4sin 33.69cot 33.69tan 23.103.40.5551.50.4263.63h H m ββα'''=+=⨯+=⨯+=()()()()00000csc 2cot 23.63csc 7033.69cot 7033.695.43.63 1.0290.2445.40.936h Q H ϕβϕβ''=+-+=+-+=⨯+=1.11P ===()()()()()2222202200000000cos cot cot 2sin sin 22h cot cot sin 2cos 1tan cos 2cot sin h R P H h H H H pH h h h h d H H H ϕβϕϕβϕϕββββϕϕβϕβββ''+=+++⎧⎫⎡⎤''''---⎪⎪⎢⎥⎪⎪⎢⎥++-⎨⎬⎢⎥''+''⎛⎫''⎪⎪⎢⎥-+ ⎪⎪⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦⎩⎭()()()()200000200000000003.63cos 3533.69cot 35cot 7033.69 1.1129.16sin 35sin 7033.692 3.6313.18cot 33.69cot 33.6929.165.4sin 33.6929.161tan 3533.6920.625 3.6313.18cot 33.690.0935.4 5.4sin 33.69R +=++⨯+⨯⎡⎤---⎢⎢++⨯⎛⎫⎢-+ ⎪⎢⨯⎝⎭⎣()()()0002 1.11 5.4cos353.63cos 3533.697.26 1.50.452 1.52.9951.4280.24350.3670.6521 2.21 2.5647.4440.231 1.5 1.2120.0931.62⎧⎫⎪⎪⎥⎪⎪⎥⎪⎪⎥⎪⎪⎥⎨⎬⎦⎪⎪⎪⎪⨯⨯-⎪⎪+⎪⎪⎩⎭⎧⎫⎡⎤--⨯-⎪⎪⎢⎥=⨯-+⨯+⨯⨯-⎨⎬⎢⎥⎪⎪⨯-+⎢⎥⎣⎦⎩⎭=-111tan 0.9360.936 1.58tan 0.644,tan 2.516Q θθθ=-±=-±=-±==-得到0132.78θ=()()()()()()()()()0111010000101p cos tan cot 1tan tan sin 1.11 5.4cos35tan 33.69cot 3533.691tan 35tan 33.693.63sin3533.691.11 5.40.8190.3910.70.6673.630.9310.38433.6921.0312.66H h ϕαβϕβϕθϕβααα-=+--+⨯-=+--+⨯=-⨯-⨯=--=-=11αα'≤所以出现第二破裂面 验证假设是否正确：()()()()01111tan tan 3.420.686 3.40.42632.1530.5L H a H b m m θα'=++-=++⨯-=≥ 所以假设正确。
第五章 挡土墙土压力计算
求E2最大值，令dE2/dθ=0，得：
由于力多边形法分析折线形挡土墙下墙土压力计算
是满足思了考楔体：静比力较平衡两中种的土力矢压量力闭计合条算件方，法用此。法推
导出的下墙土压力计算公式来计算下墙土压力较为合理。
第五节 粘性土土压力计算
当墙后填土为粘性土时，由于粘结力的存在， 致使土压力减少。采用库仑理论分析时，主要有等 效内摩擦角法和力多边形法。
裂缝深度
hc
=
2c
γ
tan(45°
+
ϕ
) 2
hc'
=
hc
−
h0
=
2c
γ
tan(45°
+
ϕ)−
2
h0
墙后填料受局部荷载 作用时，不考虑其对 裂缝深度的影响。
土压力计算
Ec = Ea − Ec'
=
G
cos(θ sin(θ
+ϕ +ψ
) )
−
cLcosϕ sin(θ +ϕ
)
令： dEc = 0
dθ
tan
α
适用范围
（1）库仑理论较适用于砂性土，计算所得主动土压力与实 际情况比较接近。应用于粘性土时，计算误差并不太大，常 常采用 “换算内摩阻角法” 计算。
（2）库仑理论仅适用于刚性墙。柱板式、锚杆式和加筋土 等柔性挡墙，可作某些近似假设后按库仑理论计算。
（3）库仑理论用于仰斜墙背时，墙背坡度以不缓于 1:0.3或 1:0.35为宜，以免出现较大误差，并偏于安全。
1、等效内摩擦角法 将粘性土的内聚力折算成内摩擦角，折算后的
内摩擦角称为等效内摩擦角或等值内摩擦角。 主要方法有：
挡土墙设计计算荷载规定
挡土墙设计计算荷载规定内容提要：挡土墙设计计算荷载规定挡土墙设计计算荷载规定1本规范采用以极限状态设计的分项系数法为主的设计方法。
2挡土墙构件承载能力极限状态设计采用的一般表达式：（1）（2）式中：――结构重要性系数，按表1的规定采用；——作用（或荷载）效应的组合设计值；――挡土墙结构抗力函数；――抗力材料的强度标准值；――结构材料、岩土性能的分项系数；――结构或结构构件几何参数的设计值，当无可靠数据时，可采用几何参数标准值。
表1结构重要性系数3施加于挡土墙的作用（或荷载），按性质分列于表2。
表2 荷载分类4荷载效应组合作用在一般地区挡土墙上的力，可只计算永久作用（或荷载）和基本可变作用（或荷载），浸水地区、地震动峰值加速度值为0.2ｇ及以上的地区、产生冻胀力的地区等，尚应计算其它可变作用（或荷载）和偶然作用（或荷载），作用（或荷载）组合可按表3进行。
3）车辆荷载与地震力不同时考虑；5挡土墙上受地震力作用时，应符合现行《公路工程抗震设计规范》的规定。
6用于具有明显滑动面的抗滑挡土墙，荷载计算应符合有关规定。
泥石流地段的路基挡土墙，应符合有关规定。
7浸水挡土墙墙背为岩块和粗粒土（粉砂除外）时，可不计墙身两侧静水压力和墙背动水压力。
8墙身所受浮力，应根据地基地层的浸水情况按下列原则确定：1）砂类土、碎石类土和节理很发育的岩石地基，按计算水位的100%计算。
2）岩石地基按计算水位的50%计算。
9作用在墙背上的主动土压力，可按库仑理论计算。
应进行墙后填料的土质试验，确定填料的物理力学指标，当缺乏可靠试验数据时，填料内摩擦角可参照表4选用。
表4填料内摩擦角或综合内摩擦角（°）注：填料重度可根据实测资料作适当修正，计算水位以下的填料重度采用浮重度。
10挡土墙前的被动土压力可不计算，当基础埋置较深且地层稳定、不受水流冲刷和扰动破坏时，可计入被动土压力，但应按表5的规定计入作用分项系数。
11车辆荷载作用在挡土墙墙背填土上所引起的附加土体侧压力，可按式（3）换算成等代均布土层厚度计算：（3）式中：——换算土层厚度(m)；——车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2 m，取20kN/m2；墙高大于10 m，取10kN/m2；墙高在2m～10m之内时，附加荷载强度用直线内插法计算。
挡土墙验算资料：车辆荷载换算及计算参数
式中： G 为作用于基底以上的重力（kN） ，浸水挡土墙的浸水部分应计入浮力； E x 、 E y 为墙后主动土压力的 水平分量和竖向分量（kN） ； 0 为基底倾斜角（°） ； rQ1 为主动土压力分项系数； 为基底与地基间的摩擦系 数；N 为作用于基底上合力的竖向分力（kN） ，浸水挡土墙应计浸水部分的浮力。
荷载分类 荷载分类 荷载名称 挡土墙结构重力 填土（包括基础襟边以上土）重力 填土侧压力 墙顶上的有效永久荷载 墙顶与第二破裂面之间的有效荷载 计算水位的浮力及静水压力 预加力 混凝土收缩及徐变 基础变位影响力 车辆荷载引起的土侧压力 人群荷载、人群荷载引起的土侧压力 水位退落时的动水压力 流水压力 波浪压力 冻胀压力和冰压力 温度影响力 与各类型挡土墙施工有关的临时荷载 地震作用力 滑坡、泥石流作用力 作用于墙顶护栏上的车辆碰撞力 常用荷载组合 组合 I II III 注：① 洪水与地震力不同时考虑； ② 冻胀力、冰压力与流水压力或波浪压力不同时考虑； ③ 车辆荷载与地震力不同时考虑。 荷载名称 挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、填土重力、填土侧压力及其他永久荷载组合 组合 I 与基本可变荷载相组合 组合 II 与其他可变荷载、偶然荷载相组合 表 6-9 表 6-8
1 1 粗糙、排水良好的浆砌片、块石墙身： ( ～ ) 3 2 1 2 很粗糙、排水良好的干砌片、块石墙身： ( ～ ) 2 3 台阶形的石砌墙背、排水良好时： 2
3
第二破裂面或假想墙背时：
⑶ 基底与基底土间的摩擦系数（教材 P145 表 6-12） 缺乏试验资料时，挡土墙基底与基底土间的摩擦系数可参考下表选用： 路 基 路 面 工 程 -----李强
重力式挡土墙课程设计计算书
重力式挡土墙课程设计计算书重力式挡土墙课程设计挡土墙是一种建筑物，用于支撑天然边坡或人工边坡，以保持土体的稳定。
根据墙的形式，挡土墙可以分为重力式挡土墙、加筋挡土墙、锚定式挡土墙、薄壁式挡土墙等。
本设计采用重力式挡土墙。
1.1挡土墙设计资料本设计采用浆砌片石重力式路堤墙，填土边坡为1:1.5，墙背仰斜，坡度为1：0.15~1：0.35.公路等级为二级，车辆荷载等级为公路－II级，挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I、II。
墙背填土容重为γ＝17.8kN／m3，计算内摩擦角为Φ＝42°，填土与墙背间的内摩擦角为δ＝Φ/2=21°。
地基为砂类土，容许承载力为[σ]=810kPa，基底摩擦系数为μ＝0.43.墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体容许压应力为[σa]=600kPa，容许剪应力为[τ]=100kPa，容许拉应力为[σwl]=60 kPa。
1.2确定计算参数设计挡墙高度为H=4m，墙上填土高度为a=2m，填土边坡坡度为1:1.5，墙背仰斜，坡度为1:0.25.填土内摩擦角为42，填土与墙背间的摩擦角为/221；墙背与竖直平面的夹角为arctan.2514.036。
墙背填土容重为17.8kN/m3，地基土容重为17.7kN/m3.挡土墙尺寸具体见图1.1.1.3车辆荷载换算1.3.1试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度假定破裂面交于荷载内侧，不计车辆荷载作用时，计算棱体参数A、B。
其中，(a+H+2h)(a+H)=(a+H)2= (2+4)2=18，B=ab-H(H+2a)tanα=2×3-4×(4+2×2)tan(−14.036)=7，A=B7=0.389，ψ=Φ+α+δ=42°−14.036°+21°=48.964°，tanθ=−tanψ±(cotΦ+tanψ)(tanψ+A)=−tan48.964°+(cot42°+tan48.9 64°)×(tan48.964°+0.389)=0.715，θ=arctan0.715=35.57°>arctan(B/(4×0.25+3−2))=33.69°。
车辆荷载计算公式
车辆荷载计算公式一、车辆荷载计算的重要性车辆荷载计算是桥梁、道路、隧道等工程设计中不可或缺的一环。
它关系到工程的安全性、耐久性和适用性，通过对车辆荷载的合理计算，可以确保工程结构在投入使用后能够承受各种预期的荷载作用。
此外，车辆荷载计算还能为交通规划、道路养护和管理提供重要依据。
二、车辆荷载计算公式及其参数解释1.基本公式车辆荷载计算的基本公式为：Q = F × S其中，Q 表示车辆荷载（kN），F 表示车辆荷载系数，S 表示轮压面积（m）。
2.常见荷载工况及计算方法（1）均布荷载：当车辆轴重均匀分布于轮压面积上时，荷载工况为均布荷载。
计算方法如下：Q = n × g其中，n 表示车辆轴数，g 表示单轴荷载（kN/轴）。
（2）集中荷载：当车辆荷载集中于一个点时，荷载工况为集中荷载。
计算方法如下：Q = F × S其中，F 表示荷载集中系数，S 表示荷载集中区域的面积（m）。
3.参数解释与应用场景（1）车辆荷载系数：根据车辆类型、轴数和轴重等参数确定。
一般来说，货车荷载系数较大，小客车荷载系数较小。
（2）轮压面积：根据车辆轮胎尺寸和接触面形状确定。
对于轿车，轮压面积一般在0.15-0.25m左右；对于货车，轮压面积较大，可达0.6-1.0m。
（3）荷载集中系数：根据荷载集中程度确定。
当荷载集中在一个点时，荷载集中系数为1；当荷载分散至一个区域时，荷载集中系数小于1。
应用场景：桥梁、道路、隧道等工程设计中，需要根据实际情况选择合适的车辆荷载工况，进行结构分析和计算。
三、荷载计算在工程中的应用案例某桥梁工程，设计荷载等级为公路-I级。
根据规范，货车轴重为100kN，小客车轴重为70kN。
桥梁跨径为50m，采用预应力混凝土梁。
在进行结构设计时，需对车辆荷载进行计算，以确保结构安全。
计算过程如下：1.确定车辆荷载工况：根据规范，选取货车均布荷载和小客车均布荷载进行计算。
2.计算车辆荷载：货车均布荷载Q1 = 100kN/轴，小客车均布荷载Q2 = 70kN/轴。
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７０６ ） １０ ５
要： 针对 中国在大型水电站场 内外公路挡土墙设计过 程 中 ， 对大 型车辆 荷载换 算等代 土层厚 度 的方 法进行计
算分析 ， 通过计算 示例对不同计算方法产生 的计算误差进 行 比较 ， 阐明几种 基本计 算方法 中车辆 布载方 式 的区别 与联 系， 提出大型车辆荷载的土柱高度换算公式 ， 设计 人员在挡土墙设计应用 中参考使用 。 供
ＲＥＮ ｕ —ｆ ｎ Ｙｏ ｅｇ
（ ｙｒｃｉａＸｂ ｉ ｎ ｉｅｒ ｇＣ ｒｏ ｔ ｎ Ｃ Ｅ Ｃ Ｘ ｈ ７０ ６ ， ｈｎ ） Ｈ ｄｏｈｎ ｉｅ Ｅ ｇ ｅｉ ｏｐｒ ｉ ， Ｈ Ｃ ， ｉｎ １０ ５ Ｃ ｉａ ｎ ｎ ａｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｓｆｒｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｏ ｏ ｖ ｒｉｇ ｌ ｒｅ ｖ ｈ ｃｅ ｌａ ｓｉ ｔ ｑ ｉａｅ ｔｔ ｉｋ ｅ ｓ ｏ ｏ ｌ ａ ｅ ｓｕ ｅ ｎ ｔｅ ｄ ｓ ｎ ｏ ｅａｎ ｎ ａｌ ｓｒ ｃ ： ｏ ｈ ｔｏ ｆｃ ｎ ｅｔ ａ ｇ ｅ ｉｌ ｏ ｄ ｎｏ ｅ ｕ ｖ ｌｎ ｈ ｃ ｎ ｓ ｆｓ ｉ ｌｙ ｒ ｓ ｄ ｉ ｅ ｉ ｆ ｔ ｉｉ ｇ ｗ ｓ ｎ ｈ ｇ ｒ ｌ
ｏ ｃ ｅ ｓｒ ａ ｓ ｉ ｎ ｕ ｒ ｅ—ｓｚ ｄ ｈ ｄ ｏ ｏ ｅ ｔｔ ｎ ｎＣｈｎ ， ａｃ ｌ ｔ ｎ ｎ ａｙ ｉ ｅ ｍａ ｅ ｉ ｉ ｐ ｐ ｒ ｈ ｏ ｇ ｏ ａｉ ｆｒａ ｃ ｓ ｏ ｄ ｎ ａ ｄ ｏ ｔ ａｇ ｌ ｉｅ ｙ ｒ ｐ ｗ ｒｓ ｉ ｓｉ ｉ ａ ｃ ｕ ａｉ ｓａ ｄ ａ ｌ ｓ ａ ｄ ｎ ｔ ｓ ａ ｅ ．Ｔ ｒ ｕ ｈ ｃ ｍｐ ｒ— ａｏ ｌ ｏ ｎ ｓｒ ｈ
土墙 实际计算 长度详见 下述有关规定 。
有 对大 型车辆 荷 载做 出相 应 的计 算 规定 ， 者 通 过 作 多 年 的工作 实践 ， 结 出 大 型车 辆 荷 载 在公 路 挡 土 总 墙 设计过 程 中 的换 算 关 系 。其 基 本 原理 ： 首先 将 车
０ 引 言
中 国在 水 电站 场 内外公 路 挡 土墙 设 计 过程 中 ，
１ ２种等代土柱 高度计算
１ １ 按公 路桥 涵 设计 通用 规范 中的 方法 ．
需要对 大 型车辆荷 载进 行换 算 Ｊ如 汽车 一 Ｏ ， ６
级 、 车 一８ 汽 ０级 ， 一１０ 挂 一２ ０ 挂 一３０ 挂 一 挂 ６、 ２、 ０、
西北 水 电 ・ ０ ０年 ・ ４期 ２１ 第
文 章 编 号 ｉ０６ ２ １ （０ ０ ｏ —０ ５ — ｏ ０ － ６ ０ ２ １ ）４ ｏ５ ４ １
５ ５
大 型 车 辆 荷 载 在 公 路 挡 土 墙 设 计 中 的 换 算
任有 锋
（ 中国水 电顾 问集 团西 北勘 测 设计研 究院 ， 西安
ｓ ｎ ｏ ａｃ ａｉｎ ｄ ｖａ ｉｎ ｙ ｄ ｆ ｒ ｎ ａｃ ｌｔ ｎ ｍｅｈ ｓ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｄ ｓ ｒ ｅ ｈ ｉ ｅ ｅ ｃ ｎ ｏ ｔ ｃ ｅｗ ｅ ｅ ｉｌ ｏ ｄ ｎ ｏ ｆｃ ｕ ｔ ｅ ｉｔ ｓ ｂ ｉ ｅ ｅ ｔｃ ｕａ ｉ ｔ ｏ ，ｔ ｉ ａ ｅ ｃ ｂ ｓ ｔ ｅ ｄｆ ｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｃ ｎ ａ ｔ ｂ ｔ ｅ ｎ ｖ ｈｃｅ ｌａ ｉ ｇ ｌ ｌ ｏ ｏ ｆ ｌ ｏ ｄ ｅ ｉ ｆ ｔｐ ｓ ｂ ｓ ｄ Ｏｌ ｅ ｅ ａ ａ ｉ ａｃ ｌｔ ｎ ｍｅｈ ｓ ｎ ｄ ｐ ｔ ｒ ｒｄ ｔ ｅ ｃ ｎ ｅ ｓ ｎ ｆｒ ｌ ｆｓ ｉ ｃ ｌｍｎ ｈ ｉｈ ｒｌ ｇ ｅ ｉｌ ｏ ｄ ， ｙ ｅ ａ ｅ ｉ ｓ ｖ ｒ ｌ ｓ ｃ ｃ ｕ ａｉ ｔ ｏ ，ａ ｕｓ ｆ ｗａ ｈ ｏ ｖ ｒｉ ｏ ｍｕ ａ ｏ ｏｌ ｏｕ ｅｇ ｔｆ ａ ｅ ｖ ｈ ｃｅ ｌａ ｓ ｂ ｌ ｏ ｄ ｏ ｏ ｏ ｒ
关键词 ： 挡土墙 ； 型车辆荷 载 ； 公路 大 等代土柱高度 ； 设计
中图分类号ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ： ４ ６ Ｔ ４ ６ ４ Ｕ １ ；Ｕ ７ ． 文献标识码 ： Ａ
Ｃｏ ｅ ｓｏ ｆ ｌ ｒ ｅ ｖ ｈｉｌ ｏａ ｓ ｉ ｓｇ ｆａ ｃ ｓ ｏ ｄ ｅ ａ ｎ ｎ ａ ｌ ｎｖ ｒ ｉ ｎ ｏ ａ ｇ ｅ ｃｅ ｌ ｄ ｎ ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｃ ｅ ｓｒ ａ ｒ ｔ ｉ ｉ ｇ ｗ ｌ
ｗ ｉ ｈ ｃ ｎ ｂ ｓ ｄ ｆｒｒ ｆｒ ｎ ｅ ｉ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｅａ ｎｎ ｌ ． ｈ ｃ ａ ｕ ｅ ｅｅ ｅ ｃ ｎ ｔ ｅ ｄ ｓ ｆｒ ｔｉ ｉｇ ｗａｌ ｅ ｏ ｇ ｓ
Ｋｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｓ ｏ ｄ ｒ ｔｉ ｉ ｇ ｗ ｌ ａ ｇ ｅ ｉｌ ｏ ｄ ；ｅ ｉ ａｅ ｔｔｉ ｋ ｅ ｓｏ ｏ ｌ ｏ ｕ ｙ ｗｏ ｄ ： ｃ ｅ ｓｒ ａ ｅ ａｎ ｎ ａ ；ｌｒ ｅ ｖ ｈｃ ｅ ｌａ ｓ ｑ ｖ ｌ ｎ ｈ ｃ ｎ ｓ ｆｓ ｉ ｃ ｌ ｍｎ；ｄ ｓ ｌ ｕ ｅｉ ｎ ｇ
文献 ［ ］ ３ 将作用 在 破 坏棱 体 上 的 车辆 荷 载 换算
为 均布 土层 ， 其厚 度 ｈ 按下 式计 算 ： 。
４０等 。 由于 目前 的设计 规 范 ２
和 路基 手册 没 式 中 ： 为墙后填料 的容重 ，Ｎ ｍ ； 为破坏棱体 的 ｋ ／ 宽度 ， ｍ。对 于路 堤 墙 边坡 部 分 的 宽度 ｂ不计 人 内。 Ｂ ０＝（ ＋０ ｔｎ０＋Ｈｔｎ 一ｂ（日为挡 土墙高度 ， 日 ）ａ ａ ｍ； 为挡土墙倾 角 ，。 ， 斜 为负 ， 斜为 正 ； （）仰 俯 ０为破 裂角 ，。 。详 见 图 １ ； （） ） ∑Ｑ为 布 置在 Ｂ 积 内 ｏＸＬ面 的车轮总 重力 ，Ｎ； 为挡 土墙 的计 算 长度 ， ｋ ｍ。挡土 墙分段长度 一般取 １ ５ｍ， 对不 同的设计 荷载挡 ０～１ 针