重力式挡土墙设计实例.pdf

（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 。1

1H

＝

5

.0h =

0.19

h 1

0.2：11：0

.

2

5

1：0

.

2

5H =

4.81 b =0.98x

y 0

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000001

11

()(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

=-+0001

1

(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：

()00B tg tg ctg tg tg A θψφψψ⎛⎫=-+

++ ⎪⎝⎭()()

tg ctg tg tg tg ψφψψα=-++-()()382835382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+

++ ()()

0.7945 1.4280.79450.79450.25=-+

++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，

016.250.918

q h m γ==＝4、土压力计算

()()()()01120 5.020 5.01722

A a H a H +++=++⨯+=0＝h 0.9()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25222

B 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 1.36

H =⨯=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。

（3）抗倾覆稳定性验算：

()G Q1y x x y Q1p p 0.80

GZ E Z E Z E Z γγ+-+>()()0.894.28 1.09 1.860.64 1.4 2.97 1.449.14 1.330

⨯+⨯+⨯⨯-⨯+2.50

=-<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b 1＝1.02m 倾斜基地，土压力对墙址力臂：

X 1.4Z m

＝y 1x 1.02 1.40.25 1.37Z b Z tg m

α=+=+⨯=