重力式挡土墙计算书

重力式挡土墙计算书

挡土墙设计初始条件：

1）浆砌片石重力式仰斜路堤墙，墙顶填土边坡1：，墙身纵向分段长度为10m ，路基宽度,路肩宽度；

2）取汽车荷载边缘距路肩边缘m d 5.0=；

3）车辆荷载：计算荷载汽车——20级、验算荷载挂车——100。 4）粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数35.0=μ，地基容许承载力[]KPa 2500=σ；

5）其他参数具体见以下中所述设计参数。 设计参数

挡土墙参数图

如图上图，挡土墙墙体高为H=10m ，基础埋置深度D=2m,墙身纵向分段长度为L=10m ；

墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1：，︒-=14α，墙底倾斜度

tan 0α=,倾斜角0α=°；

墙顶的填土高度为a=,填土边坡坡1：，()︒-==69.335.1arctan 1β，汽车荷载边缘距路肩边缘d=；

墙后的填土为砂性土内摩擦角ϕ=35°，填土与墙背外摩擦角

δ=ϕ/2=°，填土容重γ=18KN/m 3；

墙身采用5号水泥砂浆砌片石，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 。 计算步骤： 一、车辆荷载换算

1、计算荷载

1）求不计车辆荷载作用时的破裂棱体宽0B 经查表可得q=10，

h 0=γq =

m

KN KPa

/1810=

经试算，按破裂面交于荷载中部进行计算：

33

.0)

82()556.0282(25

.0)556.02228(85.3556.0232H)

)(a 2h H (a )tan 2h 2a H(H -d)(b 2ab 000=+⨯⨯++⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯+⨯=+++++++=

α

h A =+-=++=︒︒︒5.171435δαϕψ°

tan θ=-tan ψ+))(tan tan (cot A ++ψψϕ =+)7954.033.0)(7954.04281.1(++=

2.387865.0arctan ==-θ

86.2)25.083(7865.0)28()tan (tan )(0=⨯+-⨯+=∂--+=H b a H B θ

2）求纵向分布长度L 一辆重车的扩散长度为：

52.12577.0)228(6.530tan )2(00=⨯++=++=a H L L

大于挡土墙分段长度，取计算长度L=。布置一辆重车总重力300KN 。 3）计算车辆荷载总重∑Q

车轮中心距路基边缘,86.20=B ，重车在破裂面内能布置一辆，

∑Q =100KN

4）换算土层厚度：m L

B Q

h 47.052

.1286.218300

00=⨯⨯=

=∑γ

5）验算荷载：挂车-100，0h =，布置在路基的全宽。 二、计算主动土压力

1）假设破裂面交与荷载面内：

33

.0)82()556.0282(25

.0)556.02228(85.3556.0232H)

)(a 2h H (a )tan 2h 2a H(H -d)(b 2ab 000=+⨯⨯++⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯+⨯=+++++++=

α

h A tan θ=-tan ψ+))(tan tan (cot A ++ψψϕ =+)7954.033.0)(7954.04281.1(++= 2）验算破裂面是否交于荷载内：

堤顶破裂面至墙踵 865.77865.0)28(tan )(=⨯+=+θa H 荷载内缘至墙踵 5.55.025.083tan =+⨯+=+∂-d H b 荷载外缘至墙踵 12725.083tan 0=+⨯+=++∂-b d H b

因12865.75.5〈〈，故破裂面交于荷载内，与原假定相符，所选用的计算公式正确。

3）求主动土压力系数a K 和1K

=

a K ()αθψθϕθtan tan )sin()cos(+⋅++=1593.0)]25.0(7865.0[7.76sin 2.73cos =-+⨯︒

︒

=+=

αθtan tan 2d

h m 9320.05365.05.0=

m a b h 66.25365

.07865.023tan tan tan 3=⨯-=+-=αθθ

m m m m h h H h 408.466.29320.00.8321=--=--=

+

=11K 2

1032212H h h H h H a +⎪⎭⎫ ⎝⎛

-=493.164408.4556.021666.218221=⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝

⎛-⨯⨯+ m KN K K H E a a /0.137493.11593.064182

1

2112=⨯⨯⨯⨯==γ

m KN E E a x /74.1365.3cos 0.137)cos(=︒⨯=+=δα m KN E E a y /4.85.3sin 137)sin(=⨯=+=δα

4）计算主动土压力的合力作用点

1

2110233)

23()(3K H H h h h h H a H Z x -+-+

= =m 84.2493

.1643)

16408.43(408.4556.0)66.28(2382=⨯⨯-⨯⨯⨯+-⨯+

因墙底倾斜，需要把求得的x Z 、y Z 修正为1x Z 、1y Z ： 经验算，取挡土墙顶宽为m b 0.21=，

m b Z Z x x 46.219.00.284.2tan 011=⨯-=-=α m Z b Z x y 615.2)25.0(46.20.2tan 111=-⨯-=-=α

5）验算荷载，挂-100：

计算方法与采用公式与同计算荷载，在式中m h 8.00=，d=0,计算结果