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摘要:本文依据绥满公路海林至亚布力段改扩建工程公路平面总体设计图以及该路段沿线对应自然地理条件以及工程地质情况,选取课程设计书内要求墙身材料依据公路路基设计规范进行两个方案重力式挡土墙设计,方案一为仰斜式重力式挡土墙设计,方案二为垂直式重力式挡土墙关键词重力式挡土墙,仰斜式,垂直式,路堑方案一仰斜式重力式挡土墙设计一.基本参数墙面高度(m)hl=9墙背坡度(+「)N=-
0.25墙面坡度M=
0.25墙顶宽度(m)bl=2墙趾宽度(m)db=
0.5墙趾高度(m)dh=
0.5基地内倾坡度N2=
0.2污工砌体容重(KN/m3)=231路堑顶部挖后回填使顶部为一平台后等效填土高度a=
4.0m路堑顶部挖后回填使顶部为一平台后宽度d=
5.0m路堑回填边坡坡度M=L5填料容重(KN/m3)R=18填料内摩擦角(度)6=35外摩擦角(度)8=
17.5基底摩擦系数u=
0.6基底允许承载力900kPa平台外边缘至墙踵b+d=6+5=llm因为
68.88711故破裂面交于荷载的内侧,与原假设相符,所选用公式正确.2求主动土压力系数K和K
1、〃„COS K——tg tgsinb atgi------------
640.6891tg tg
4.77m-
0.689--
0.241i—i XH2H24477--1—
9291.6533求主动土压力及作用点位置E-H2KK2i-
290.854KNE EcosX=
277.393KNE Esiny=
87.462kNq HaH h2y33H2k i i
3.178nZ B Z tg«y,
3.6m挡土墙体积V
24.Ina挡土墙自重G
558.9kN4抗滑稳定性检算cK\=[Gcosao+Esin6+a]fEcosa+6+a-Gsinao0-
1.398因为K
1.3则抗滑稳定性检算通过.€5更倾覆稳定性检算i/,GZciEyZxn二
1.752因为kO
21.5则抗倾覆稳定性检算经过6基底应力检算B=
3.6m7_CZ+E^Z YZyG L«C+5-=
1.026m二.774m因为eB/6:2G+Ey金x-3B/2-e=
556.544KPa因为,则基地应力检算经过max07墙身应力验算计算图示以下验算截面如图所表示断1截面变截面处验算结果以下土压力争解主动土压力系数k=
0.241K
1.653B
3.6mb atg
640.689h----------------------------------------
4.77mtg tg
0.689hiH H990m31h Hh
94.
774.23mh2ii04kh a
180.
2414.
5436.88kPai i11E h
36.
884.5=
82.98kPa2ii2Z
2.7m垂直式墙背土压力作用在此竖直线上,因而Z=B=
2.7m11Z h-
4.
51.5m x313E Ecos
82.98cosl
7.
579.14kNE Esin
82.98sinl
7.
524.96kN墙身自重G Bb h-
2.
71.
84.
523232.88kNB_E Z-E Z-G e
232.88L
5624.
962.
779.
141.5B B偏心距e
12.7/2-
0.675m
232.
8824.96满足要求6e
232.
8824.
9660.14法向应力1+B Bly
1125.21kPa800kPa min
2.
72.
765.79kPa800kPa满足要求E GE f
79.
14232.
8824.
960.4剪应力二lx1ly
18.890kPa160kPa xB
2.7满足要求方案一和方案二比较方案一为仰斜式重力式挡土墙,方案二为垂直式重力式挡土墙,在相同设计资料下,采取相同材料浆砌墙身条件下,方案一所需要土亏工体积比喻案二垮工体积小,从节约材料角度看,方案一优于方案二,不过仰斜式挡墙施工会比垂直式挡墙困难,从这个角度看,垂直式挡墙优于仰斜式挡墙;另外,从计算角度来看,垂直式挡墙比仰斜式挡墙简单些实际工程中应该选哪种方案,应该依照实际工程侧重点来进行选取,两种方案都有各自优点和缺点参考文件
1.交通部第二公路勘察设计院•《公路设计手册一一路基》•第二版•人民交通出版社,1996年•544页-636页
2.中交第二公路勘察设计研究院•《公路路基设计规范》•规范•人民交通出版社,•31页—40页
3.刘兴远,雷用,康景文•《边坡工程》•第一版•中国建筑工业出版社,年•57页-61页
4.邓学钧•《路基路面工程》•第三版•人民交通出版社,•144页T52页墙身允许压应力800kPa,强身允许剪应力800kPaa坛工间摩擦系数f
0.41挡土墙分段长度mLl=10二.计算结果计算图示以下:1求破裂角假设破裂面交与荷载内,采取对应公式计算挡墙总高度H=
9.952m挡墙基地水平总宽度B=
2.262m35o14oO2117o3O
138.464ob-HH+2otgaH+a2=
0.353tg tgJltg~~tgig A=
0.802则0=arctgO.802=
38.73验算破裂面是否交于路堑边坡回填顶部平台上假设破裂面至墙踵H+a tan=
11.195n平台内边线至墙踵Htg bd
8.488n平台外边缘至墙踵
8.488+5=
13.48n因为
8.4881L195V
13.488,故破裂面交于路堑边坡顶部平台内,与假设吻合,假设计算图示符合实际2计算主动土压力2求主动土压力系数K和K1cos yttg tgs inb atgi------------
640.8021tg tg
5.06m
0.
8020.25=
0.159h HH
9.
95290.952431h Hh
95.
063.94仇211K1—1」-1H2H1,
1.
69.
95229.9523求主动土压力及作用点位置E1H2KK2t-
226.153KNE EcosX-
225.739KNE EcosX-
13.-4-,
3.428n33H2k663KNZ yZBZtgX=
3.232m4抗滑稳定性验算挡土墙体积V-
19.756m3挡土墙自重C-
454.387KN七二中+俐亦[Gcosao+Esinc-Ecos a+5+a-Gsin a00-
2.33因为K
1.3则抗滑稳定性检算通过.c5抗倾覆稳定性验算GZ+E/Zk GX因为KO
21.5则抗倾覆稳定性检算经过6)基底应力及偏心验算B=
2.262m
7.GZc+EyZx-Ex Zy2G+Ey=
0.886m二
0.245m因为eWB/6=
341.576KPa(二-警)(-^1=
72.279KPa因为,则基地应力检算经过nmax07)墙身截面强度计算计算图示以下万荣一1一1毫算1腼土压力同验算截面如图所表示存1截面(变截面处)验算结果以下土压力争解主动土压力系数k=
0.159K
1.61B
2.Onb atg
640.802tg tg
0.
8020.25h
5.06m
9.
95290.952m
95.
063.94mkh a
180.159⑸
06425.93kPakH a
180.
1599437.21kPaH
189.99kPaiH aH1-h
233.156m33H ky2b-Z tan
2.125-
3.156-
0.
252.914mEcos
189.64kN墙身自重G bll2923414kN111dB E Z-EZ-G e
4142.
12511.
482.
914789.
643.156偏心距e
2.i-11-4-0/2------------------------------
0.26m
0.5m12GE
41411.48满足要求法向应力ljiy max=1l=------------------1G6e
41411.
48378.68kPa800kPa
60.26b b
2.
02.0满足要求min
46.8kPa160kPaE GE f
189.
6441411.
480.4剪应力二------------------------------------------------------------------lx1ly1==
9.724160kPa B
2.0满足要求x i方案二垂直式重力式挡土墙设计
一、基本参数墙面高度mhl=9墙背坡度+,-N=0墙面坡度M=2墙顶宽度mbl=
1.8墙趾宽度mdb=0墙趾高度m dh=0基地内倾坡度N2=0污工砌体容重KN/m3=23路堑顶部挖后回填使顶部为一平台后等效填土高度a=
4.0m路堑顶部挖后回填使顶部为一平台后宽度d=
5.0m路堑回填边坡坡度M=L5填料容重(KN/m3)R=18填料内摩擦角(度)6=35外摩擦角(度)5=
17.5基底摩擦系数u=
0.6基底允许承载力900kPa0墙身允许压应力800kPa,强身允许剪应力800kPa垮工间摩擦系数f
0.4挡土墙分段长度mL1=10
二、计算结果计算图示以下旅二计算图1求破裂角0假设破裂面交与荷载内,采取对示应公式计算挡墙总高度H=9m挡墙基地水平总宽度B=
3.6mob-HH+2atga35o17o3O
152.5A==
0.142tg tgJltgtg€g A=
0.684则arctafi.
68434.37验算破裂面是否交于荷载内侧堤顶破裂面至墙踵H+a tan=
11.195n平台内边线至墙踵b=6m。
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