路基工程课程设计

路基工程课程设计

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挡土墙，集体设计资料如下： 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、汽车荷载标准：公路一级

3、横断面原地面实测值即路基设计标高如表1所示。

4、填料为砂性土，其密度3

/18m kN =γ，计算内摩擦角

35=φ，填料与墙背间的摩擦角

2/φδ=。

5、地基土类别为密砂类土，其密度3

/21m kN =γ，其地基承载力特征值kPa f k 400=，基底与地基摩擦系数为40.01=μ，地基土摩擦系数为80.00=μ。

6、墙身材料采用M5号砂浆，MU50砌片石，砌体3

/23m kN a =γ。圬工砌体间的摩擦系

数70.0=μ。抗压MPa f cd 71.0=，轴心抗拉MPa f td 048.0=，弯曲抗拉

MPa f tmd 072.0=，直接剪切MPa f vd 120.0=。

1、路肩宽d=（8.5-7）/2=0.75m

2、行车荷载换算高度m q

h 56.018

10

0==

=

γ

3、基底摩擦系数40.01==μf

4、材料极限抗压强度MPa f R cd K 71.0==

5、砌体截面的抗剪极限强度MPa f R vd j 120.0== 一、主动土压力计算

1、假定破裂面交于荷载面

4

.0)

2(tan )2()2)((tan )22()(200000-=++-=+++++-++=

h H H h H H h a H a H h a H H d b h ab A α

α

8174'=++= δαφψ

41.0))(tan tan (cot tan tan =+++-=A ψψφψθ

812241.0arctan 1'==- θ

验核破裂面位置：

1)堤顶破裂面距墙踵的距离：m H 1.4tan =θ 2)荷载内边缘距墙踵的距离：m H 4tan -=-α 3)荷载外边缘距墙踵的距离：m H b 3tan 0=-α m m m 1.433<<-，即破裂面不交于荷载面。 假定破裂面交于荷载外侧

478.0102

1tan 1021

56.0721tan 21)(21tan )2(2121222200200-=⨯-⨯-=--=++--=α

ααH H h l H a a H H h l ab A 36.0))(tan tan (cot tan tan =+++-=A ψψφψθ

841936.0arctan 1'==- θ

验核破裂面位置：

1)堤顶破裂面距墙踵的距离：m H 6.3tan =θ 2)荷载外边缘距墙踵的距离：m H l 3tan 0=-α

3)外路肩外边缘距墙踵的距离：m H l 75.375.0tan 0=+-α

m m m 75.36.33<< 即破裂面位于荷载外侧。

2、主动土压力系数K 439.0)tan (tan )

sin()

cos(=+++=

αθφθφθK

3、求主动土压力E 及正交作用点y Z

kN

K H E 1.395439.0101821

2122=⨯⨯⨯==γ

m H Z y 33.33

103===

二、设计挡土墙的截面

假设基地水平，墙顶宽度m b 5.11=

m Z W

94.1tan 10102

1

5.110tan 10102)tan 1035.1(5.11075.0=⨯⨯+⨯⨯⨯⨯⨯++⨯⨯=α

α

α 2、抗滑稳定性验算

[][

]

897.1)5.178421cos(1.3954.14.0)5.178421sin(1.3954.18059.0)

cos(4.1)sin(4.19.0>=+'⨯⨯-⨯+'⨯⨯+⨯=+-++kN E f

E W δαδα

即抗滑动稳定性满足要求。 3、抗倾覆稳定性验算

kN E E x 7.305)cos(=+=δα kN E E y 2.250)sin(=+=δα

m Z Z y y 33.31==

m Z x 17.4tan 3

10

tan 105.11=-

+=αα 0

0.144133.37.3054.117.42.2504.194.18089.04.14.19.01

1>=⨯⨯-⨯⨯+⨯⨯=-+kN Z E Z E WZ y x x y W 即抗倾覆稳定性满足要求。 4、基底应力验算

)

92.0(625.12

.25080533

.37.30517.42.25094.18052tan 105.121

1m B

m E W Z E Z E WZ B e y

y x x y W =>=+⨯-⨯+⨯-+=

+-+-

=

当6B e >时，C N P 321

max =

kN E W N y 78.10742.2504.18059.04.19.01=⨯+⨯=+=

m e B C 50.125.125.52=-=-=

kPa P 68.47750

.1378.10742=⨯⨯=

又m m B 35.5>=则： )5.0()3(2211-+-+=h k b k f f k γγ

其中

m

h m kN k m B b m kN k 9.1,21,4.45.5,21,0.32211=======γγ；

kN f 86.686)5.09.1(214.4)35.5(213400=-⨯⨯+-⨯⨯+= kN f kN P 86.68668.477max =<=，即地基承载力满足要求。

5、墙身截面强度计算 ①强度计算

kN E W N N N y Q Q G G 78.1074)2.2504.18059.0(0.1)4.19.0()(0011=⨯+⨯⨯=+=+=γγγγ

62.0)5.525.1(121)5.525.1(

2561)(121)(25612

82

080=+-=+-=

B

e B e

K α j K K K N kN AR >=⨯⨯⨯=7.666931.2/1071.03562.0/3γα，即强度满足要求。

②稳定计算

当110/K =<ψ时，B H ；

j K K K K N AR <=7.6669/γαψ，即墙身稳定性满足要求。

③正截面受剪时验算

kN E Q x j 7.305==

j

m K j j Q kN N f R A >=⨯+⨯⨯=+9.97078.107442.031.2/10120.01031

/γ