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关于重力式挡土墙截面尺寸确定方法的探讨_黄太华

关于重力式挡土墙截面尺寸确定方法的探讨_黄太华
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重力式挡土墙设计实例

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 。 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 00000111 ()(22)tan 0(00)(2)tan 222B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01 (2)tan 2 H H h α=-+ 00011 (2)()(2)22 A 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: tg tg θψ=- tg ψ=-+ ()()3828 35382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+ ++ 0.7945=-+ 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, 016.25 0.918 q h m γ=== 4、土压力计算 ()()()()011 20 5.020 5.01722 A a H a H +++=++?+=0= h 0.9 ()()()()0111 22tan 5.0502tan 142 4.25 222 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 1.36H =?=10K =1+2h 1+20.9 X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+?=-查数学手册

重力式挡土墙设计实例

(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 。 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 00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 2 2 2 B a b b d h H H a h h H H h αα = ++- ++=++- + 01(2)tan 2 H H h α=- + 00011(2)()(2)2 2 A 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:

tg tg θψ=-+ tg ψ=-+ 3828tg '=-+ 0.7945=-+0.7291= 36544θ'''= (2)验算破裂面是否交于荷载范围内: 破裂契体长度:()()0 50.72910.25 2.4L H tg tg m θα =+=-= 车辆荷载分布宽度:()12 1.8 1.30.6 3.5L N b N m d m =+-+=?++= 所以0 L 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 4.25 2 2 2 B a b 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 0 03654435 tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B K N θφ γ θθψ'''++=- =??-=+'''''+ c o s c o s ()()X a 49.25142173049.14E E K N αδ''=+=-+= cos cos ()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E K N αδ ''=+= -+= 5、土压力作用点位置计算: 5 1.36H =?=10K =1+2h 1+20.9 X 101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+?=-查数学手册 X 1Z -土压力作用点到墙踵的垂直距离;

重力式挡土墙设计示例

路基与路面工程课程设计任务书 题目: 重力式挡土墙设计 (一)初始条件: (1)浆砌片石重力式仰斜路堤墙,墙顶填土边坡1:1.5,墙身纵向分段长度为10m ;路 基宽度26m ,路肩宽度3.0m ; (2)基底倾斜角0α:tan 0α=0.190,取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m ; (3)设计车辆荷载标准值按公路-I 级汽车荷载采用,即相当于汽车?超20级、挂车 ?120(验算荷载); (4)墙后填料砂性土容重γ=183 /m kN ,填料与墙背的外摩擦角τ=0.5φ;粘性土地基 与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30,地基容许承载力[0σ]=250a kP ; (5)墙身采用 2.5号砂浆砌25号片石,圬工容重k γ=223/m kN ,容许压应力a a kP 600][=σ,容许剪应力a j kP 100][][==στ,容许拉应力a L kP 60][=σ; 墙后砂性土填料的内摩擦角φ: 34° 墙面与墙背平行,墙背仰斜坡度(1:n ): 1:0.25 墙高H : 7m 墙顶填土高a : 3.0m (二)要求完成的主要任务: 按《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)“5.4 挡土墙”一节,采用极限状态设计法进 行设计: (1)车辆荷载换算; (2)计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置; (3)设计挡土墙截面,墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性 验算及抗倾覆稳定性验算; (4)基础稳定性验算与地基承载力验算; (5)挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。

重力式挡土墙设计 1 设计参数 挡土墙墙高H=7m ,取基础埋置深度D=1.5m ,挡土墙纵向分段长度取L=10m ; 路基宽度26m ,路肩宽度3.0m ; 墙面与墙背平行,墙背仰斜,仰斜坡度1:0.25,α=-14.03°,墙底(基 底)倾斜度tan 0α=0.190,倾斜角0α=10.76°; 墙顶填土高度a =3.0m ,填土边坡坡度1:1.5,β=arctan (1.5)1-=33.69°, 汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m 墙后填土砂性土内摩擦角φ=?34,填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=?17,填 土容重γ=18kN/m 3 ;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30; 墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,墙身砌体容重 k γ=22kN/m 3,砌体容许压应力[ a σ]=600kPa,砌体容许剪应力[τ]=100kPa,砌体容许拉应力[wl σ]=60kPa ; 地基容许承载力[0σ]=250kPa 。 2 车辆荷载换算 0.78m 3 主动土压力计算 3.1 计算破裂角θ ===18 140γq h

重力式挡土墙设计

重力式挡土墙设计 一、设计资料: 1.浆砌片石重力式路堤墙,墙身高6米,墙上填土高3米,填土边坡1:1.5,墙背仰斜,坡度1:0.25,墙身分段长度15米。 2.公路等级高速公路,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 。 3.墙背填土容重γ=18kN /m 3,计算内摩擦角Φ=35°,填土与墙背间的内摩擦角 δ=Φ/2。 4.地基为砂类土,容许承载力f =250kPa ,基底摩擦系数μ=0.40。 5.墙身材料2.5号砂浆砌25号片石,砌体容重23kN /m 3,砌体容许压应力[σa ]=600kPa ,容许剪应力[τ]=50kPa ,容许弯拉应力[σwl ]=80 KPa 。 二、确定计算参数 设计挡墙高度H=6m ,墙上填土高度a=3m ,填土边坡坡度为1:1.5,墙背仰斜,坡度1:0.25。 墙背填土计算内摩擦角 035=φ,填土与墙背间的摩擦角?==5.172/?δ;墙背与竖直平面的夹角 ?-=-=036.1425.0arctan α。墙背填土容重γ=18kN /m 3。查看资料知《公路工程技术 标准(2003)》中公路-Ⅱ级设计荷载为《公路工程技术标准(97)》中的汽车-20级荷载且验算荷载为:挂车-100。 三、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 ; (1)假定破裂面交于荷载内 不计车辆荷载作用r q h /0==0.83m 计算棱体参数A0、B0: 5.24)52(21 )(21))(2(212200=+=+=+++= H a H a h H a A 62 .8)036.14tan()225(521 3221tan )2(21)(21000=-?+??-??=++-++=αh a H H h d b ab B 497 .0) 83.0236()36() 036.14tan()83.02326(6)75.35.4(83.025.43) 2)((tan )22()(2000=?++?+?-??+?+++??+?= +++++-++=h a H a H h a H H d b h ab A α 46.385.1704.1435=?+?-?=++=δα?ψ; 9 .0)352.046.38(tan )46.38tan 35(cot 46.38tan ) )(tan tan (cot tan tan =+???+?+?-=++±-=A ψψφψθ 则:?=++?>==?6.266 33 25.06arctan 99.41802.0arctan θ 计车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B : m b H a H B 10.25.4)04.14tan(69.0)36(tan tan )(=-?-?+?+=-+?+=αθ 由于路肩宽度d=0.75m=??++=?++= 挡土墙的计算长度取值m 15 车辆荷载布置图(公路-II 级):

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 。

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。

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、重力式挡土墙 ------------------------------------------------------------------------ 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b1: 0.300(m) 墙趾台阶h1: 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 0 2 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)

重力式挡土墙课程设计(通用版)

重力式挡土墙课程设计 作者姓名 学号 班级 学科专业土木工程 指导教师 所在院系建筑工程系 提交日期

设计任务书 一、 设计题目 本次课程设计题目:重力式挡土墙设计 二、 设计资料 1、线路资料:建设地点为某一级公路DK23+415.00~DK23+520.00段,在穿过一条深沟时,由于地形限制,无法按规定放坡修筑路堤,而采取了贴坡式(仰斜式)浆砌片石挡土墙。线路经过的此处是丘陵地区,石材比较丰富,挡土墙在设计过程中应就地选材,结合当地的地形条件,节省工程费用。 2、墙后填土为碎石土,重度30/18m kN =γ,内摩擦角 35=?;墙后填土表面为水平,即 0=β,其上汽车等代荷载值2/15m kN q =;地基为砾石类土,承载力特征值 kPa f k 750=;外摩擦角δ取 14;墙底与岩土摩擦系数6.0=μ。 3、墙体材料采用MU80片石,M10水泥砂浆,砌体抗压强1.142/mm N ,砌体重度30/24m kN =γ。 4、挡土墙布置形式及各项计算参数如下图所示: 图4-1 挡土墙参数图(单位:m )

目录 设计任务书 (2) 一、设计题目 (2) 二、设计资料 (2) 设计计算书 (4) 一、设计挡土墙的基础埋深、断面形状和尺寸 (4) 二、主动土压力计算 (4) 1、计算破裂角 (4) 2 、计算主动土压力系数K和K1 (4) 3、计算主动土压力的合力作用点 (5) 三、挡土墙截面计算 (5) 1、计算墙身重G及力臂Z G (6) 2、抗滑稳定性验算 (6) 3、抗倾覆稳定性验算 (6) 4、基底应力验算 (7) 5、墙身截面应力验算 (7) 四、设计挡土墙的排水措施 (8) 五、设计挡土墙的伸缩缝和沉降缝 (8) 六、参考文献 (8) 七、附图 (8)

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 83.018 150=== 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'?== ?='?=30172 352618? δ?α,, 得: '?='?+'?+?=++=56703017261835δα?ω 149 .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 Htg tg 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1K 152.2261855.055.0231='?+?-=+-= tg tg tg atg b h αθθ566.0261855.05 .02=' ?+=+=tg tg tg d h αθ 282.3566.0152.26213=--=--=h h H h 395 .0261855.0() 56704928sin() 354928cos(()sin()cos(=?+'?+'??+'?=+++= ) )tg tg tg K αθωθφθ 698 .1151.0547.016282 .383.02)12152.21(6412)21(212 23011=++=??+ -+=+-+ =H h h H h H a K

重力式挡土墙设计

1重力式挡土墙设计 1、1设计依据 (1)、墙身构造 某二级公路路基宽度B=12m,土路肩宽0、75m,某段路基拟采用浆砌片石重力式路堤墙支挡(见图1),填土边坡坡度为1:1、5墙身分段长度10m 。 (2)、车辆荷载 公路Ⅱ级 (3)、土壤与地基 墙背填土为砂性土,容重γ=18kN/填土与墙背间得摩擦角取δ=/2地基土性指标与填土相同 (4)、墙身材料 5号砂浆砌30号片石,砌体容重=24kN/;砌体容许压应力[]= 800kPa 许剪应力[τ]=160kPa,容许拉应力[]=80kPa 。 (5)、计算参数 墙背坡度 (俯斜)(),墙 面 坡 度 为 1:0、05 (=2、86°),填土高 a=2m,挡土墙高度H=7m,内摩擦角=33°,基底摩擦系数,地基容许承载力[σ0 ] =300kPa 1、2车辆荷载换算 当时,;当时, 试算拟定顶宽 , 根据几何关系可计算得,挡土墙实际高度H 1=7、89m,墙底宽B 1=2、86m, 由线性内插法()得: 时, 注意:以下所有H 值代表H 1值 换算均布土层厚度: 1、3 主动土压力计算 1、3、1破裂棱体位置确定 (1)、破裂角(θ)得计算 假设破裂面交于荷载范围内,则有: ()()()0011 a 2(a )27.8920.70227.8955.8422 A H h H = +++=?++??+=

()11 2 2.5 2.50.701-7.897.892220.7010.222=??+???+?+?? 其中, 故 (2)、验算破裂面就是否交于荷载范围内 H=7、89m,d=0m,,b=2、5m, 堤顶破裂面至墙踵得距离: 荷载内缘至墙踵得距离: 荷载外缘至墙踵得距离: -2、0m<5、64mm<10m,故破裂面交于荷载范围内,与假设相符。 1、3、2主动土压力计算 (1)、求主动土压力Ea 与土压力作用位置

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 。

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。

重力式挡土墙设计示例

路基与路面工程课程设计任务书 题目:重力式挡土墙设计 (一)初始条件: (1)浆砌片石重力式仰斜路堤墙,墙顶填土边坡1:1.5,墙身纵向分段长度为10m;路基宽度26m,路肩宽度3.0m; (2)基底倾斜角0α:tan 0α=0.190,取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m; (3)设计车辆荷载标准值按公路-I 级汽车荷载采用,即相当于汽车?超20级、挂车?120(验算荷载); (4)墙后填料砂性土容重γ=183 /m kN ,填料与墙背的外摩擦角τ=0.5φ;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30,地基容许承载力[0σ]=250a kP ; (5)墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,圬工容重k γ=223 /m kN ,容许压应力a a kP 600][=σ,容许剪应力a j kP 100][][==στ,容许拉应力a L kP 60][=σ; 墙后砂性土填料的内摩擦角φ:34° 墙面与墙背平行,墙背仰斜坡度(1:n ): 1:0.25墙高H:7m 墙顶填土高a : 3.0m (二)要求完成的主要任务: 按《公路路基设计规范》(JTG D30-2004)“5.4挡土墙”一节,采用极限状态设计法进行设计: (1)车辆荷载换算; (2)计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置; (3)设计挡土墙截面,墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算; (4)基础稳定性验算与地基承载力验算; (5)挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。

重力式挡土墙设计 1设计参数 挡土墙墙高H=7m,取基础埋置深度D=1.5m,挡土墙纵向分段长度取L=10m;路基宽度26m,路肩宽度3.0m; 墙面与墙背平行,墙背仰斜,仰斜坡度1:0.25,α=-14.03°,墙底(基底)倾斜度tan 0α=0.190,倾斜角0α=10.76°; 墙顶填土高度a =3.0m,填土边坡坡度1:1.5,β=arctan(1.5)1-=33.69°, 汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m 墙后填土砂性土内摩擦角φ=?34,填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=?17,填 土容重γ=18kN/m 3 ;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30;墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,墙身砌体容重 k γ=22kN/m 3,砌体容许压应力[ a σ]=600kPa,砌体容许剪应力[τ]=100kPa,砌体容许拉应力[wl σ]=60kPa; 地基容许承载力[0σ]=250kPa。 2车辆荷载换算 0.78m 3主动土压力计算 3.1计算破裂角θ ===18 140γq h

(整理)重力式挡土墙设计计算过程

挡土墙设计说明书 一、设计内容 1.根据所给设计资料分析确定的挡土墙位置和类型; 2.进行挡土墙结构设计; 3.进行挡土墙稳定性分析; 4.挡土墙排水设计; 5.对挡土墙的圬工材料及施工提出要求。 二、设计步骤 1.根据所给设计资料分析挡土墙设置的必要性和可行性此次设计的浆砌石挡土墙是为防止墙后堆积的煤矸石坍滑而修筑的,主要承受侧向土压力的墙式建筑物。 2.拟定挡土墙的结构形式及断面尺寸 给定资料:挡土墙高 3.5m,堆渣坡坡比为 1:0.5 。设此挡土墙为重力式挡土墙,为增加挡土墙的稳定性,设置水平基底,为方便计算,挡土墙长度取单位长度L=1m。设墙顶宽为b1=0.5m,墙背坡比为1:0.5 ,墙面坡比为1:0.2 ,地基深h=1m,前墙趾宽为0.5m,后墙趾宽为0.5m。则可计算基底宽B=3.95m,墙身与基底交接除宽b2=2.95m。 查阅相关资料可知: 浆砌石重度γ=22kN/m3,煤矸石堆积重度γ煤=12 kN/m3~18 kN/m3,取15 kN/m3,煤矸石内摩擦角φ=33°。地基与墙底的摩擦系数0.4 μ=,墙背与填土间的摩擦角为 δ=0.67φ=22.11°。

挡土墙草图 3.土压力计算 计算挡土墙主动土压力a E ,首先要确定挡土墙主动土压力系数 Ka ,计算公式如下: 222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos ) (cos ?? ????-+-+++-=βεεδβ?δ?δεεε?a K ① Ea=1/2*γ煤H 2Ea ② 式中: Ea ——作用在挡土墙上的主动土压力(kN/m ),其作用点距基底h ′(土压力图形的形心距基底的距离)。

重力式挡土墙设计(20200930063554)

1重力式挡土墙设计 设计依据 (1) .墙身构造 某二级公路路基宽度B=i2m 土路肩宽,某段路基拟采用浆砌片石重力式路堤墙支挡(见图 1),填土边坡坡度为1:墙身分段长度10m (2) .车辆荷载 公路U级 (3) . 土壤与地基 墙背填土为砂性土,容重丫=18kN/m3填土与墙背间的摩擦角取S = /2地基土性指标与 填土相同 (4) .墙身材料 5 号砂浆砌30号片石,砌体容重k=24kN/m3;砌体容许压应力[ ]=800kPa许剪应力[T ]=160kPa,容许拉应力[1]=80kPa o (5) .计算参数 墙背坡度1:0.2 (俯斜)(11.31),墙面坡度为1: (= ° ),填土高a=2m, 挡土墙高度H=7m内摩擦角=33°,基底摩擦系数f 0.35,地基容许承载力[c 0 ] =300kPa 车辆荷载换算 当2m 时,q 20.0kPa ;当H 10m 时,q 10kPa 试算拟定顶宽b1 1.00m, 根据几何关系可计算得,挡土墙实际高度H=,墙底宽B仁, 由线性内插法(q 1.25H1 22.5)得: H1 7.55m 时,q 1.25 7.50 22.5 13.125kPa 注意:以下所有H值代表Hi值 换算均布土层厚度: 13.125 0.702m 18

破裂棱体位置确定 (1).破裂角(B)的计算 假设破裂面交于荷载范围内,则有: 11.31 16.5 33 60.81 A 1 a 2 H 1 2h。(a H)- 2 7.89 2 0.702 2 7.89 55.84 B。lab 2 b 1 d h0H H 2 2a 2h0tan 12 2 2.5 1 2.5 0.701 2 7.89 7.89 2 2 2 0.701 0.2 -6.235 其中 b 2 1.5 1 0.5 2.5m, tan 0.2 tan tan ((cot tan )(B0tan ) -6 24 -ta n60.81. ■ cot30 tan 60.81 tan 60.81) V 55.84 0.57 故arcta n0.57 29.68, (2) .验算破裂面是否交于荷载范围内 H=, d=0m tan 0.2,b=, b0 B 2d 12 2 0.75 10.5m 堤顶破裂面至墙踵的距离:H a tan 5.64m 荷载内缘至墙踵的距离:b H tan -2.0m 荷载外缘至墙踵的距离:b Hta n B 10m <<10m故破裂面交于荷载范围内,与假设相符 主动土压力计算 (1).求主动土压 力 Ea和土压力作用位置 A0 55.84,, B0 -6.24 E a A tan r cos B o sin

重力式挡土墙设计步骤

重力式挡土墙设计方法及要点二○一三年五月

目录 一、概述 (3) 二、重力式挡土墙的构造 (4) (一)墙身构造 (5) (二)排水设施 (7) (三)防水层 (8) (四)基础埋置深度 (8) 三、重力式挡土墙的布置 (10) (一)挡土墙位置的选定 (10) (二)纵向布置 (11) (三)横向布置 (12) (四)平面布置 (12) 四、重力式挡土墙的设计计算 (12) (一)作用在挡土墙上的力系 (13) (二)挡土墙稳定性检算 (14) (三)挡土墙基底应力及合力偏心距检算 (19) (四)挡土墙墙身截面强度检算 (21) 五、挡土墙常用设计参数 (25) (一)墙背土的物理力学指标 (25) (二)土与墙背的摩擦角δ (26) (三)基底与地层间的摩擦系数 (26) (四)建筑材料的强度等级及容许应力 (27)

重力式挡土墙 一、概述 重力式挡土墙是以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定,它是我国目前最常用的一种挡土墙形式。重力式挡土墙多用浆砌片(块)石砌筑,缺乏石料地区有时可用混凝土预制块作为砌体,也可直接用混凝土浇筑,一般不配钢筋或只在局部范围配置少量钢筋。这种挡土墙形式简单、施工方便,可就地取材、适应性强,因而应用广泛。 由于重力式挡土墙依靠自身重力来维持平衡稳定,因此墙身断面大,圬工数量也大,在软弱地基上修建时往往受到承载力的限制。如果墙过高,材料耗费多,因而亦不经济。当地基较好,墙高不大,且当地又有石料时,一般优先选用重力式挡土墙。 重力式挡土墙,当墙背只有单一坡度时,称为直线形墙背;若多于一个坡度,则称为折线形墙背。直线形墙背可做成俯斜、仰斜、垂直三种,墙背向外侧倾斜时称为俯斜,墙背向填土一侧倾斜时称为仰斜,墙背垂直时称为垂直;折线形墙背有凸形折线墙背和衡重式墙背两种,如图10-2所示。 a) 俯斜 b) 仰斜c) 垂直d) 凸形e) 衡重式 图10-2 重力式挡土墙墙背形式 仰斜墙背所受的土压力较小,用于路堑墙时墙背与开挖面边坡较贴合,因而开挖量和回填量均较小,但墙后填土不易压实,不便施工。当

重力式挡土墙的设计要点

1重力式挡土墙的设计要点 设计重力式挡土墙,一般先通过满足挡土墙的抗滑移要求确定挡土墙的总工程量,再进行细部尺寸调整,以满足挡土墙的抗倾覆要求。 1.1断面形式的确定 根据重力式挡土墙结构类型及其特点,我们可以根据实际条件,选择不同类型的断面结构。如果地面横坡比较陡峭,若采用仰斜式挡土墙,一定会过多增加墙高,断面增大,造成浪费,而采用俯斜式挡土墙会比较经济合理。只有在路堑墙、墙趾处地面平缓的路肩墙或路堤墙等情况下,才考虑采用仰斜式挡土墙。 1.2挡土墙的截面尺寸的确定 重力式挡土墙是靠自身重力来抵抗土压力,在设计时,重力式挡土墙的截面尺寸一般按试算法确定,可结合工程地质、填土性质、墙身材料和施工条件等方面的情况按经验初步拟定截面尺寸,然后进行验算,如不满足要求,则应修改截面尺寸或采取其它措施,直到满足为止。 1.3土压力的确定 挡土墙设计的经济合理,关键是正确地计算土压力,确定土压力的大小、方向与分布。土压力计算是一个十分复杂的问题,它涉及墙身、填土与地基三者之间的共同作用。计算土压力的理论和方法很多,由于库伦理论概念清析,计算简单,适用范围较广,因此库伦理论和公式是目前应用最广的土压力计算方法。 2重力式挡土墙的计算内容 从安全地角度考虑,当埋入土中不算很深时,作用于挡土墙上的荷载有主动土压力、挡土墙自重、墙面埋入土中部分所受的被动土压力,一般可忽略不计。重力式挡土墙的计算内容主要进行稳定性验算、地基承载力验算和墙身强度验算。 2.1挡土墙的稳定验算及强度验算 挡土墙的设计应保证其在自重和外荷载作用下不发生全墙的滑动和倾覆,并保证墙身截面有足够的强度、基底应力小于地基承载力和偏心距不超过容许值。因此在拟定墙身断面形式及尺寸之后,应进行墙的稳定及强度验算(采用容许应力法)。 2.2 墙身截面强度验算 通常选取一、两个截面进行验算。验算截面可选在基础底面、1/2墙高处或上下墙交界处等。墙身截面强度验算包括法向应力和剪应力的验算。剪应力虽然包括水平剪应力和斜剪应力两种,重力式挡土墙只验算水平剪应力。 2.3基底应力及偏心验算 基底的合力偏心距e计算公式为:e=B/2-Zn=B/2-(WZw+EyZx-ExZy)/(W+Ey) 在土质地基上,e≤B/6;在软弱岩石地基上,e≤B/5;在不易风化的岩石地基上,e≤B/4。 3挡土墙稳定性增大的措施 设计、验算之后,为保证挡土墙的安全性,必须采取必要的措施。

重力式仰斜式挡土墙设计

仰斜式路肩墙设计 一.挡土墙设计基本资料 (1) 参照原路段设置浆砌片石护坡,基础顶面埋深设置0.8m ;基底土质取砂类土,基底与基底土的摩擦系数1μ=0.4,地基承载力基本容许值f=300kPa 。 (2)墙背填料: 选择天然砂砾做墙背填料,重度3/γ19kN m =,内摩擦角35?=o ,,墙后土体对墙背的摩擦角δ17.52 ? = =o 。 (3)墙体材料: 采用浆砌片石砌筑,采用M7.5号砂浆、MU30号片石,砌石3/γ23kN m = ,轴心抗压强度设计值 [a σ]=1000k a P ,容许弯拉应力[1σ]=140k a P ,允许剪应力 j 90[]kPa τ=。 表1.1挡土墙基本尺寸及资料

图1 挡土墙基本设计尺寸二.挡土墙自重及重心计算 图2.挡土墙自重及重心计算图示

取单位墙长1m ,如下图示,将挡土墙截面分为三部分: 11223312323 1.241110.423 1.5117.2523 1.50.150.51 2.59130.24i i i G V kN G V kN G V kN G G G G kN γγγ=?=???==?=??==?=????==++= 截面各部分重心至墙趾1O 的距离: 10.30.50.25(40.25 1.2)/2 1.53e m =+?+?+= 2 1.50.752e m == 32 1.513e m =?= 全截面重心至墙趾的距离: 112233()/(110.4 1.5317.250.75 2.59 1.0)/130.24 1.42e G e G e G e e m =++=?+?+?= 墙顶至后踵2O 的高度: H=4.65m 三. 主动土压力计算 图3 挡土墙土压力计算图示 1.破裂角θ 车辆荷载()2104 10.01017.5/8 q KN m -=+? =

从工程实例详述重力式挡土墙设计计算

从工程实例详述重力式挡土墙设计计算 刘悦强华南理工大学土木与交通学院 200920202281 摘要:本文主要通过工程实例详述重力式挡土墙的设计计算。 关键词:设计计算 一、引言 在土建工程中,经常用挡土墙来支挡上下高差的土体,而重力式挡土墙是用得较多的一种形式。重力式挡土墙就是利用挡土墙自身的重量,来抵抗较高土体所产生的主动土压力,以满足土体及挡土墙本身的滑移、倾覆和整体稳定的一种挡土墙形式。根据墙背倾角的不同,重力式挡土墙又可细分为仰斜式、竖直式、衡重式、俯斜式和凸形等5种。 二、工程概述 佛山市某道路工程实施过程中,因道路南侧处山体与道路之间落差太大,约5~7m。该山体地质主要为泥岩,泥岩具有吸水、遇水变粘变滑的特性,在下暴雨后容易造成滑坡。为防止该处山体滑坡,需结合该处路段实际情况设置挡土墙。挡土墙采用竖直式挡土墙结构。 三、设计计算 现以高度为7m的重力式挡土墙为典型截面进行设计计算,[执行标准:公路]。

计算项目:重力式挡土墙H=7m ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 7.000(m) 墙顶宽: 2.000(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.000 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.600(m) 墙趾台阶h1: 0.900(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.000:1 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: 7.5 石料强度(MPa): 30 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 30.000(度)

重力式挡土墙设计计算书教学版

挡土墙设计计算书 1 工程概况 挡土墙是用来支撑天然边坡或人工边坡以保持土体稳定的建筑物。按照墙的形式,挡土墙可以分为重力式挡土墙,加筋挡土墙。锚定式挡土墙,薄壁式挡土墙等形式。本设计采用重力式挡土墙。 2 挡土墙设计资料 1.浆砌片石重力式路堤墙,填土边坡1:1.5,墙背仰斜,坡度1:0.15-1:0.35。 2.公路等级二级,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 。 3.墙背填土容重γ=17.8kN /m 3,计算内摩擦角Φ=42°,填土与墙背间的内摩擦角δ=Φ/2=21°。 4.地基为砂类土,容许承载力[σ]=810kPa ,基底摩擦系数μ=0.43。 5.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 。 3 确定计算参数 挡墙高度H =4m 填土高度a =2m 墙面倾斜坡度:1:0.25 墙背倾斜坡度:1:0.25 墙底倾斜坡率:0 扩展墙趾台阶:1级台阶,宽b 1=0.3m ,高h 1=0.5m 。 填土边坡坡度为1:1.5;填土内摩擦角:042=φ,填土与墙背间的摩擦角

?==212/?δ; 墙背与竖直平面的夹角?-=-=036.1425.0arctan α 墙背填土容重17.8kN/m 3 地基土容重:17.7kN/m 3 挡土墙尺寸具体见图1.1。 图1.1 挡土墙尺寸 4 车辆荷载换算 4.1试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度 (1) 不计车辆荷载作用 00=h 假定破裂面交于荷载内侧,计算棱体参数0A 、0B : 18)42(21 )(21))(2(212200=+=+=+++= H a H a h H a A 7 )036.14tan()224(421 3221tan )2(21210=-?+??-??=+-=αa H H ab B 389.018 700=== A B A ?=?+?-?=++=964.4821036.1442δα?ψ; 715 .0)389.0964.48(tan )964.48tan 42(cot 964.48tan ) )(tan tan (cot tan tan =+???+?+?-=++±-=A ψψ?ψθ

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