重力式路堤挡土墙课程设计报告书
重力式挡土墙课程设1
土木工程学院目录《路基工程》课程设计任务书 ....................... 1 （一）设计资料 ................................. 1 （二）具体要求 ................................. 1 （三）设计完成后应提交的文件 ................... 2 （四）课程设计时间及考核方式 ................... 2 计算书正文 ....................................... 3 一、 设计资料分析及挡土墙尺寸拟定 .............. 3 二、 计算破裂面 ................................ 3 三、 主动土压力计算 ............................ 5 四、 抗滑稳定性验算 ............................ 5 五、 抗倾覆稳定性验算 .......................... 7 六、 基地合力偏心距验算 ........................ 7 七、 基底承载力验算 ............................ 7 八、墙身截面强度验算 ........................... 8 九、挡土墙的伸缩缝与沉降缝设计 ................ 11 十、挡土墙的排水设施设计 . (11)附录一： 伸缩缝和沉降缝及排水孔布置图附录二：挡土墙的平面、立面与横断面2《路基工程》课程设计任务书（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挡土墙，集体设计资料如下：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、汽车荷载标准：公路一级3、横断面原地面实测值即路基设计标高如表1所示。
重力式挡土墙课程设计
重力式挡土墙课程设计I. 介绍在现代建筑工程中，挡土墙被广泛应用于土壤保护和土方工程中。
随着对土壤保护和土方工程的需求增加，人们对重力式挡土墙的学习和设计需求也越来越高。
本课程设计将重点介绍重力式挡土墙的原理、常见类型和设计方法，帮助学生掌握相关知识和技能。
II. 课程目标通过本课程，学生将能够：1. 理解重力式挡土墙的概念、原理和作用；2. 辨别不同类型的重力式挡土墙，并了解它们的优缺点；3. 学习基本的重力式挡土墙设计原则和计算方法；4. 运用所学知识设计一个符合要求的重力式挡土墙。
III. 课程内容A. 重力式挡土墙的概念与原理1. 什么是重力式挡土墙？2. 重力式挡土墙的作用和优势3. 重力式挡土墙的基本原理和力学模型B. 常见类型的重力式挡土墙1. 基于重锤效应的重力式挡土墙2. 反底座重力式挡土墙3. 阶梯式重力式挡土墙C. 重力式挡土墙的设计原则与计算方法1. 墙身稳定性设计原则2. 土体背填设计原则3. 墙面稳定性设计原则4. 地震设计考虑因素D. 设计一个重力式挡土墙1. 确定项目需求和背景2. 进行工程调查和实地勘察3. 计算土体力学参数和荷载4. 选择合适的重力式挡土墙类型5. 进行墙体结构设计和稳定性校核6. 准备设计报告和绘制设计图纸IV. 教学方法1. 理论讲解：通过讲解重力式挡土墙的概念、原理和计算方法，帮助学生理解基本理论。
2. 实例分析：通过实际工程案例，分析不同类型的重力式挡土墙的设计和施工过程。
3. 计算练习：提供案例和练习题，让学生运用所学知识解决实际问题。
4. 设计项目：组织学生参与一个重力式挡土墙的设计项目，让他们进行实际操作和实践经验。
V. 评估方法1. 课堂作业：布置与课程内容相关的作业，包括理论题和计算题。
2. 设计项目评审：对学生的设计项目进行评审，评估其设计的合理性和稳定性分析的准确性。
3. 期末考试：以闭卷形式的考试方式，检测学生对课程内容的掌握情况。
重力式挡土墙
重力式挡土墙重力式挡土墙课程设计任务书（1）了解设计任务,拟定工作计划，查阅资料。
（2）按《公路路基设计规范》（jtgd30－2021）“5.4挡土墙”一节，采用极限状态设计法进行重力式挡土墙设计；（3）根据指导教师的建议，使用选定的初始条件展开设计：重力式挡土墙的设计排序按选好方案手算；（4）在设计说明书（设计报告书）中应画计算图，采用a4纸打印设计报告书。
（5）出图：重力式挡土墙，绘制构造及钢筋布置图。
重力式挡土墙设计报告书主要内容（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α0：tanpi(kn)＝0.190，挑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级汽车荷载使用，即为相等于汽车逊于20级、罐车120（求函数荷载）；（4）墙后填料砂性土容重c2=18kn/m,填料与墙背的外摩擦角(pi/p)4.35许承载力[σ0]=250kpa；=0.5υ；粘性土地基与浆砖片石基底的摩擦系数μ=0.30，地基孟（5）墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，圬工容重γk=22kn/m，容许压应力合计：n1=∑c1c2n1，容许剪应力η=，容许拉应力(pi/p)（6）以下设计参数区别为每人一题，根据指导教师的精心安排选定使用（对所使用的参数值打“√”标记）：墙后砂性土填料的内摩擦角υ：34°墙面与墙腰平行，墙背仰斜坡度（1:n）：1:0.25墙低h：10m墙顶填土高a：3.0m（二）建议顺利完成的主要任务：按《公路路基设计规范》（jtgd30－2021）“5.4挡土墙”一节，使用音速状态设计法展开设计：（1）车辆荷载换算；（2）排序墙后主动土压力ea及其作用点边线；（3）设计挡土墙横截面，墙顶宽度和基础卢丹县深度应当符合规范建议。
展开抗炎滑动稳定性求函数及抗炎沉没稳定性求函数；（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。
课程设计重力式挡土墙
课程设计重力式挡土墙一、教学目标本课程的目标是让学生了解和掌握重力式挡土墙的基本原理、设计和应用。
通过本课程的学习，学生应能理解重力式挡土墙的工作机制，掌握其设计方法和计算步骤，并了解其在工程实践中的应用。
•掌握重力式挡土墙的定义和工作机制。
•了解重力式挡土墙的设计原理和计算方法。
•知道重力式挡土墙在工程实践中的应用。
•能够使用相关软件进行重力式挡土墙的设计和计算。
•能够分析重力式挡土墙的稳定性和承载能力。
•能够评估重力式挡土墙的适用性和效果。
情感态度价值观目标：•培养学生的工程意识和实践能力。
•培养学生的创新思维和解决问题的能力。
•培养学生的团队合作和沟通能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括重力式挡土墙的定义和工作机制、设计原理和计算方法、以及在工程实践中的应用。
具体的教学大纲如下：1.重力式挡土墙的定义和工作机制–介绍重力式挡土墙的定义和特点。
–讲解重力式挡土墙的工作机制和作用。
2.重力式挡土墙的设计原理和计算方法–讲解重力式挡土墙的设计原理和计算方法。
–引导学生进行重力式挡土墙的设计和计算实践。
3.重力式挡土墙在工程实践中的应用–介绍重力式挡土墙在工程实践中的应用案例。
–分析重力式挡土墙的适用性和效果。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
•讲授法：通过教师的讲解，向学生传授重力式挡土墙的基本原理和设计方法。
•讨论法：通过小组讨论，引导学生深入思考和探讨重力式挡土墙的应用和效果。
•案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生更好地理解和掌握重力式挡土墙的设计和应用。
•实验法：通过实验操作，使学生亲身体验和掌握重力式挡土墙的实验方法和技巧。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，将选择和准备适当的教学资源。
•教材：选择一本合适的教材，作为学生学习的基础和指导。
•参考书：提供相关的参考书籍，帮助学生深入理解和研究重力式挡土墙的相关知识。
重力式挡土墙课程设计计算书
俯斜式挡土墙
墙面向前俯斜，适用于路堤墙，墙背 所受的土压力较大。
衡重式挡土墙
利用衡重台上填土的重量使全墙重心 后移，增加了墙身的稳定。
悬臂式挡土墙
由立壁、趾板和踵板三个钢筋混凝土 悬臂构件组成，适用于石料缺乏、地 基承载力较低的填方路段。
结构特点及适用条件
结构简单，施工方便
01
重力式挡土墙依靠自身重力来抵抗土压力，不需要复杂的模板
03
水压力荷载
根据地下水位高度和水头差计算 得出。
02
土压力荷载
采用朗肯土压力理论或库仑土压 力理论计算，考虑土体的内摩擦
角和黏聚力等因素。
04
其他荷载
考虑地震力、风荷载等影响因素 。
稳定性验算结果讨论
抗滑稳定性验算
根据挡土墙基底摩擦系数和土压力荷载计算抗滑稳定系数，判断 是否满足规范要求。
抗倾覆稳定性验算
重力式挡土墙课程设计计算书
2024-01-25
• 课程设计背景与目的 • 重力式挡土墙结构类型与特点 • 荷载分析与计算 • 稳定性分析与验算 • 结构设计与构造要求 • 课程设计实例分析 • 总结与展望
01
课程设计背景与目的
重力式挡土墙概述
重力式挡土墙是一种依靠自身 重力来抵抗土体侧压力的挡土 结构。
为了保障重力式挡土墙在实际使用中 的安全性和稳定性，可以进一步加强 对施工质量控制和后期维护管理的研 究和实践。
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可靠度分析法
基于概率论和数理统计原理，通过建立挡土墙稳定性的功能函数，利用可靠度指标评价挡 土墙的稳定性。该方法能够考虑不确定性因素对挡土墙稳定性的影响，提供更加科学和全 面的评价结果。
抗滑稳定性验算
重力式挡土墙设计计算报告书教学版
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建筑物。
根据墙形式，挡土墙能够分为重力式挡土墙，加筋挡土墙。
锚定式挡土墙，薄壁式挡土墙等形式。
本设计采取重力式挡土墙。
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取荷载组合I 、II 。
3.墙背填土容重γ＝17.8kN ／m 3，计算内摩擦角Φ＝42°，填土和墙背间内摩擦角δ＝Φ/2=21°。
4.地基为砂类土，许可承载力[σ]=810kPa ，基底摩擦系数μ＝0.43。
5.墙身材料采取5号砂浆砌30号片石，砌体a γ=22kN/m 3，砌体许可压应力为[]600=a σkPa ，许可剪应力[τ]=100kPa ，许可拉应力[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，填土和墙背间摩擦角︒==212/ϕδ； 墙背和竖直平面夹角︒-=-=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0=h假定破裂面交于荷载内侧，计算棱体参数A 、B ：18)42(21)(21))(2(212200=+=+=+++=H a H a h H a A 7)036.14tan()224(4213221tan )2(21210=-⨯+⨯⨯-⨯⨯=+-=αa H H ab B389.018700===A B A ︒=︒+︒-︒=++=964.4821036.1442δαϕψ；715.0)389.0964.48(tan )964.48tan 42(cot 964.48tan ))(tan tan (cot tan tan =+︒⨯︒+︒+︒-=++±-=A ψψϕψθ则：︒=++⨯>==︒69.3342325.04arctan57.35715.0arctan θ计算车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B ：mbH a H B 29.03)036.14tan(4715.0)24(tan tan )(=-︒-⨯+⨯+=-+⨯+=αθ因为路肩宽度d =1.5m>B=0.29m ，所以能够确定破裂面交和荷载内侧。
重力式挡土墙设计任务书
重力式挡土墙设计任务书一、目的本课程设计任务是路基工程重要内容，通过系统地完成挡土墙的课程设计掌握工程设计的基本方法、步骤，巩固和深化所学知识，为进一步掌握本课程打下基础。
二、涉及内容（一）题目：重力式挡土墙设计（二）设计资料：某新建公路K2+310~ K2+420路段拟采用浆砌片石重力式路肩墙，具体设计资料列于下：1、路线技术标准：一般三级公路，设计速度40Km/h;路基宽8.5m;2、横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所示；表1 实测横断面3、K2+370挡土墙横断面布置及挡土墙形式如图1所示（参考）；4、填料为砂性土，其密度γ=18KN/m³，计算内摩擦角φ=35°，填料与墙背间的摩擦角σ=φ/2；5、地基为密实的砂砾石地基，其容许承载力σ=450Kpa，基底摩擦系数µ=0.456、墙身材料采用5号片石，砌体密度γ=22 KN/m³，砌体容许压应力σ=600 Kpa，容许剪应力τ=100 Kpa；三、具体要求：挡土墙设计包括挡土墙的平面、立面、横断面设计，其中挡土墙横断面设计以K2+370横断面为例。
大致步骤如下：1、挡土墙平面、立面布置；2、挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸；3、计算主动土压力；4、验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性；5、验算基底应力及偏心距；6、挡土墙的伸缩缝与沉降缝，以及排水设计；7、绘制挡土墙立面、横断面；8、编制设计说明书。
四、设计完成后应提交的文件：1、挡土墙平面、立面与横断面图；2、设计计算说明书；3、写出设计小结。
五、要求文字整洁，全部完成设计图表后，应按一定顺序装订成册，所有图表格式应符合工程设计要求；学生应独立完成设计，发挥独立思考能力，主动查找有关资料。
五、主要参考资料1、俞高明，金仲秋编著.《公路工程》.北京：人民交通出版社出版.2005年10月。
2、姚祖康编著.《道路路基和路面工程》.上海：同济大学出版社.1994年7月。
重力式挡土墙课程设计计算书
重力式挡土墙课程设计计算书一、工程概况本次课程设计的重力式挡土墙位于某填方路段，其主要作用是支挡填方土体，保证边坡的稳定性。
该路段填方高度为具体高度，边坡坡度为具体坡度，墙后填土为填土类型，填土容重为容重数值，内摩擦角为内摩擦角数值，粘聚力为粘聚力数值。
二、设计依据1、《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）2、《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）（2015 年版）3、《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）三、设计参数选取1、墙身材料：采用具体材料，其重度为重度数值，抗压强度为抗压强度数值，抗拉强度为抗拉强度数值。
2、基底摩擦系数：根据地基土的性质，取基底摩擦系数为摩擦系数数值。
3、墙背与填土的摩擦角：取墙背与填土的摩擦角为摩擦角数值。
四、土压力计算1、主动土压力系数计算根据填土的内摩擦角和墙背的倾斜角度，采用库仑土压力理论计算主动土压力系数 Ka。
Ka ＝计算公式及计算结果2、土压力强度计算墙顶处土压力强度为 0。
墙底处土压力强度为：σa ＝Kaγh其中，γ为填土容重，h 为墙高。
3、土压力合力计算土压力合力为：Ea ＝05Kaγh^2合力作用点距离墙底的高度为：h/3五、稳定性验算1、抗滑移稳定性验算抗滑移稳定系数 Kc ＝（G ＋ Ey）μ ／ Ex其中，G 为挡土墙自重，Ey 为墙后土压力的竖向分力，Ex 为墙后土压力的水平分力，μ为基底摩擦系数。
经计算，Kc ＞规定的抗滑移稳定系数，满足抗滑移稳定性要求。
2、抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定系数 Kt ＝（Gx0 ＋ EyZf）／（ExZx）其中，x0 为挡土墙重心至墙趾的水平距离，Zf 为Ey 作用点至墙趾的垂直距离，Zx 为Ex 作用点至墙趾的垂直距离。
经计算，Kt ＞规定的抗倾覆稳定系数，满足抗倾覆稳定性要求。
六、基底应力验算1、基底平均应力计算σ ＝（G ＋ Ey）／ A其中，A 为基底面积。
经计算，σ ＜地基承载力特征值，满足基底应力要求。
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重力式路堤挡土墙课程设计
3.1设计题目
浆砌重力式路堤档土墙设计。
3. 2地层条件及参数
（1）题号：重力式路堤墙课程设计任务书中第1组第1题（档土墙高4.4m, 墙后填土高度3.0也）。
（2）地层：地基埋置深度不小于1.0m,持力层为2号土层含砂粉质黏性土层，地基容许承载力R = 250kPa o
（3）荷载资料：车辆荷载换算等代土层厚度为0.84m,布置在7.5m全宽路
基上（见图3.1）
（4）其他设计参数：填料0 = 35"』= 18RN/〃r ,墙身容重n = 22kN/m y , 截面容许应力[a tl] = 600kPa , T, = 50kPa , 3 =（p/2 。
填土边坡1： 1.5
根据设计资料，初步确定墙身尺寸如下：档土墙高H = 4.4/r?，墙背仰斜1:
0.25（＜/ = -14。
02'），墙面为平行于墙背的直线，墙顶宽1.5m,墙身分段长10m。
为增大墙身抗滑稳定性设置基底按坡度0.2： 1倾。
t AH 9
图3. 1挡土墙示意图
3・3主动土压力计算
1. 求破裂角&
假设破裂面交与荷载，按表5.5第三类公式计算，即
人_ °方 + 2/?0(Z? + 〃)一+ 2a + 2/z0) tan a
(H + a)(H + a + 2/?0)
_ 3x4.5 + 2x0.84x4.5 + 4.4x(4.4 + 2x3 + 2x0.84)x0.25 (4.4 + 3)x(4.4+
3+2x0.84)
= 0.51
y/ =(p + a + d = 35 -1402' + 1730' = 38 28* < 90
tan 0 = - tan 屮 + ^(cot (p + tan ^-) [tan (A + = 0.909
则
(p = 42 16*
验核破裂面位置如下：
堤顶破裂面距墙踵距离为
(H + a) tan & = (4.4 + 3)x 0.909 = 6.73加
荷载边缘距墙踵距离为
b —H tana = 4.5 + 4.4x0.25 = 5.6m
荷载外边缘距墙踵距离为
b- H tan a+ 4 = 5.6 + 7.5 = 13.1/n
5.6/7? <
6.73加v 13.1/7?
破裂面交于荷载，与假设相符，故可采用所选计算公式。
2. 求主动土压力系数K和K】
主动土压力系数K和K"十算如下：
K = w S d"(tan 0 + tan a) = 0.147
sin(& + 0)' 7
由于
- b_a tan 0 4.5-3x 0.909 「小
h； = -------------- = --------------------= 2.69m
tan 0 + tan a0.909 一0.25
I、= H — h3 = 4.4 一2.69 = 1.71m
/.1=1 + M1-AL^A
1 H \ 2H) H2
t 2x3仁2.69、2x0.84x1.71
4.4 V 2x4.4 丿4.42
=2.088
3. 求主动土压力E及其作用点位置乙
主动土压力E为
E = 0.5yH2KK[ = 0.5 x 18x4.42 x0.147x 2.088 = 53.48WN
主动土压力的作用点位置Zy为
•V~T+3^
_ 4.4 3x(4.4-2・69『十Q g4x 1.71 x(3x 1 ・71 -2x4.4) =—+
-----------------------------------------
3 3x4.42 x2.088
=1.5m
3. 4设计挡土墙截面
由于墙面平行墙背，基底倾斜0.2： 1 （勺=11。
19‘）。
通过试算，选墙顶墙宽勺=1.5/7? o
1.计算墙身重G及其力臂以
墙身重G及其力臂厶计算结果：
2.滑动稳定验算
_[Gcosdu + Esin(ao+0 + a)]/
Ecos(a0 + 0 +》)-Gsina)
(114.9x 0.98 + 53.48 x 0.25)x 0.4
- 53.48x0.968-114.9x0.194
= 1.75>1.3
3.倾覆稳定验算
E x = E cos(a + 5) = 53.48 x 0.998 = 53.37&N E、= Esin(a + J) = 53.48
x 0.058 = 3.24kN
因基底倾斜，土压力对墙趾O的力臂改为
Z vI=Z、— 0」91勺=1.5-0.191x1.5 = 1.21
Z vl= B、一 Z v tan a = 0.952 x 1.5 +1.5 x 0.25 = 1.8
则
_ qz® + G?Z G2 + ENxi
v
u _ E Z
_lll・lxl・26 + 3・8x0・98 + 3・24xl・8 _ 53.37x1.21
=2.32>1.30
稳定性验算的结果表明，断面尺寸由滑动面控制，上述估计符合实际。
4. 基底应力计算
_ 0 952片 G]Z°] + GZ GI + EyZ^ _ EZ”
2 G + G? + E y
_0・952xl ・5 lll ・lxl ・26 + 3・8xO ・98 + 3・24xl ・8—53・48xl ・21 _
2 111.1 + 3.8 + 3.24
=0.05〃7<¥(=0.24加)
5. 截面应力验算
墙面与墙背为平行的直线，截面的最大应力出现于接近基底处。
由基底应力 验算可知，偏心距及基底应力均满足地基的要求，则截面应力肯定也满足墙身材 料的要求，故可不做验算。
通过上述验算，所拟截面符合各项要求，决定采用此截面，顶宽1.5m 0
3.5设计图纸
根据上述计算，绘制浆砌片重力式路堤墙立面、断面做法示意图及大样图， 参见图纸（03）o _99・95"G 一
< R(= 250kPa) bmax _ G +
E 、 %in - ~~T~ 114.9 + 3.24 £6x0.05) L43I ~ 1.43 >。