1 挡土墙稳定性验算

《挡土墙稳定性检验》课程设计

1、计算主动土压力

根据所给已知条件，按库伦公式计算出主动土压力：

2a K =

21

2

a a E H K γ=

h d

=0.6

2

1tan 1.5

β= ，用反三角函数可得出33.7β= 1

tan 4tan 0.250.25

θε=

=⇒=，用反三角函数可得出14ε=-

又

35,ϕ=

17.52

ϕ

δ=

=

22

2cos (3514)

cos (14)cos(17.514)1a K +∴=

⎡--⎢⎢⎣

[]2

0.4304

0.94150.998110.16370.3382

=

⨯⨯+= 2211

1880.3382194.80m 22

a a E H K KN γ==⨯⨯⨯=

如上图所示，设墙趾以上部分墙身自重为1G

1222

h h 1tan h 0.08

50.4h h 0.68tan 4b 0.17

b b

c c

c d c d l θθ===⇒=+===⇒=

则墙底面总宽度为0.4 1.40.17 1.63m +-=

11 1.4(80.68)22225.456m

1.4(80.68)

1.638tan14tan14

2.0m 22

G KN ∴=⨯-⨯=-X =+⨯--⨯=

墙趾的高度内墙身自重为234G G G --，且

220.68(1.630.68tan14)2226.92m 1.630.68tan140.90

2

G KN =⨯+⨯⨯=+⨯X ==

33440.080.4220.352m

20.40.13m

3

0.680.68tan1422 1.27m 22

1.630.68tan14 1.74m

3

G KN G KN ⨯=⨯=X ==⨯⨯=⨯=X =+⨯⨯=

整个挡土墙自重为k

i

G G =∑，即

225.45626.920.352 1.27250.75m

225.456226.920.90.3520.13 1.27 1.74 1.89m 250.75

k G KN =+--=⨯+⨯-⨯-⨯X ==

2、验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性 （1）抗倾覆稳定性验算 土压力的水平分布力及竖向分力

cos()194.80cos(1417.5)194.44m 18

2.67m

33

sin()194.80sin(1417.5)11.89m 1.63 2.67tan14 2.30m

ax a f az a f E E KN H E E KN εδεδ=+=⨯-+=Z ====+=⨯-+=X =+⨯=

抗倾覆力矩zk M

250.75 1.8911.89 2.30501.26m m zk k az f M G E KN =X+X =⨯+⨯=⋅倾覆力矩qk M

194.44 2.67519.15m m qk M KN =⨯=⋅

可得抗倾覆安全系数t K

501.260.97 1.60509.15

zk t qk M K M ===<

因此，得出该挡土墙抗滑不稳定。 （2）抗滑稳定性验算

垂直于基地土压力法向分力an E 为：

0sin()194.80sin(14017.5)11.89m an a E E KN εεδ=++=⨯-++=

切向分力at E 为：

0cos()194.80cos(14017.5)194.44m at a E E KN εεδ=++=⨯-++=

故抗滑安全系数s K 为：

00

(cos )sin (250.75cos 011.89)0.40194.44250.75sin 00.54 1.3

k an s at k G E K E G εμε+=

-⨯+⨯=-⨯=<

因此，得出该挡土墙抗滑不稳定。 3、地基承载力验算 （1）合理偏心距0e

要求满足002cos 6

zk qk k an M M b b

e G E ε-=-≤+ 即0 1.63501.26519.15 1.63

0.750.272250.75cos 011.896e -=-=>=⨯+ （2）基地压力

0min max 60

2()

32()3()2

2(0250.75)1.63

31(0.75)

2

2571.79k k k k b e P F G P ab

F G l b e KPa

>∴=+=

+=

-⨯+=

⨯⨯-= 4、墙身强度验算

墙身为等厚，所以取墙趾以上部分截面为最不利，其离墙顶距离为7.32m （1）土压力

由前面计算已得出，10.3382,7.32m a K h ==故

11111

187.320.3382163.09m 22

cos()163.09cos(1417.5)162.79m

17.32 2.44m 33

sin()163.09sin(1417.5)9.96m

1.4

2.44tan14 1.31m

2

al a alx al f alz

al f E h K KN E E KN Z h E E KN γεδεδ==⨯⨯⨯==+=⨯-+=====+=⨯-+=X =⨯+=

（2）墙体的自重