挡土墙例题原版

3.3.3.1 设计参数

挡土墙墙高H =10m,取基础埋置深度D=1.5m,挡土墙纵向分段长度取

L=10m;墙面与墙背平行,墙背仰斜,仰斜坡度1:0.25,α=-14.04 ,墙底(基

底)倾斜度tan α0=0.19,倾斜角α0=10.76 ;墙顶填土高度a =2.5m ,填土边坡坡度1:1.5,β=arctan (1.5)=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=35 ,填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=17.5,填土容重

-1

墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,墙身砌体容重γk =22kN /m 3砌γ=19kN /m 3;

体容许压应力[σa ]=600kPa , 砌体容许剪应力[τ]=100kPa , 砌体容许拉应力

[σwl ]=60kPa ;地基容许承载力[σ0]=250kPa 。

3.3.3.2 车辆荷载换算

按墙高确定附加荷载强度进行换算

查《路基路面工程》书中表6-5可得当墙高6m 时,附加荷载强度q =15kN /m 3。 则换算等代均布土层厚度h 0=q /γ=15/19=0.79m 3.3.3.3主动土压力计算 a 计算破裂角θ

直线形仰斜墙背,且墙背倾角α较小,不会出现第二破裂面。 假定破裂面交于荷载范围内 则:

x

=

=

=0.89 得

41.75

破裂面与荷载的交点到墙踵的距离:

m=(H+a)

荷载内边缘到墙踵的距离:

p=H

荷载外边缘到墙踵的距离:

q=p+(26-0.52)=5.5+25=30.5

+b+d=50.25+3.75+0.5=5.5

=(5+2.5)0.89=6.68

P <m <q

∴ 假设正确

b 计算主动土压力E a 及其作用点位置

V

长度方向取1

则:

=1.74

3.3.3.4 被动土压力

墙前的被动土压力忽略不计。偏于安全。

3.3.3.5挡土墙计算

只对荷载组合II 进行计算。 a 拟定挡土墙顶宽 经试算 取

则 墙底斜宽:

B =b 1+b 1tan αtan α0=1.55 -1.550.250.19=1.48

E x 到墙趾A 的距离

=1.74E y 到墙趾A 的距离

=1.48+0.435=1.91

因墙底(基底)倾斜,需把求得的Z x 、Z y 修正为Z x 1、Z y 1, 即:

Z x 1=Z x -b 1tan α0 =1.74-1.550.19=1.46Z y 1=b 1-Z x 1tan α=1.55+1.460.25=1.91

墙身体积:

V 1=b 1(H -b 1tan α0) =1.55(5-1.550.19)=7.29

V 2=0. 5b 1tan α0=0.5

墙身自重:

2

0.19=0.23

G 1=V 1γk =7.2922=160.46G 2=V 2γk =0.2322=5.02G

Z G 1=0. 5[(H -b 1tan α0) ⋅n +b 1]=0.5[(5-1.550.19) 0.25+1.55]=1.37Z G 2=[1/2+1/3(1/2-tan αtan α0)]b 1==1.06

G

Z G =(G 1Z G 1+G 2Z G 2) /=(160.461.37+5.021.06)

/165.48=1.36

作用于墙底(即基底)的竖向力

N =G 1+G 2+E y =160.46+5.02+3.51=168.99

N 至墙趾A 的距离

Z N =

G 1Z G 1+G 2Z G 2+E y Z y 1-E x Z x 1

N

=(160.461.37+5.021.06+3.51

1.91-67.951.46)/168.99 =0.78

b 抗滑动稳定性验算

抗滑稳定系数

K C =

[N +E x tan α0]μ

=

E x -N tan α0

=1.52﹥1.3

满足规范要求

考虑主动土压力,对滑动稳定和倾覆稳定均起不利作用,所以应选择表4-15右边的γQ 1进行验算。

滑动稳定性方程:

= [1.1165.48+1.4

(3.51-67.950.25)-0]0.3+(1.1165.48+1.43.51) 0.19-1.467.95+0=

1.89

满足规范要求

c 抗倾覆稳定性验算 抗倾覆稳定系数:

﹥0

K 0=

G 1Z G 1+G 2Z G 2+E y Z y 1

E x Z x 1

==2.34﹥1.5

满足规范要求

倾覆稳定性方程:

0.8G+

=0.8165.481.36+1.4(3.5

1+1.91-67.951.46)=50.54

满足规范要求

d 基底合力偏心距验算

基底合力偏心距 :

e 0=

B

-Z N =2

﹥0

=0.04﹤B/6 =0.25

满足规范要求

e 地基承载力验算

基底应力:

σ1, 2=

∴基底最大应力

6e N

(1±0) =B B

=132.45

=

﹤地基容许承载力[σ0]=250kPa

满足规范要求

f 墙身强度验算

墙面与墙背平行,截面最大应力位于接近基底处。由基底应力计算结果知墙身正应力满足墙体材料强度要求。

因墙身剪应力及弯拉应力很小,故可不予验算。

3.3.3.1 设计参数

挡土墙墙高H =10m,取基础埋置深度D=1.5m,挡土墙纵向分段长度取

L=10m;墙面与墙背平行,墙背仰斜,仰斜坡度1:0.25,α=-14.04 ,墙底(基

底)倾斜度tan α0=0.19,倾斜角α0=10.76 ;墙顶填土高度a =2.5m ,填土边坡坡度1:1.5,β=arctan (1.5)=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=35 ,填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=17.5,填土容重

-1

墙身采用2.5号砂浆砌25号片石,墙身砌体容重γk =22kN /m 3砌γ=19kN /m 3;

体容许压应力[σa ]=600kPa , 砌体容许剪应力[τ]=100kPa , 砌体容许拉应力

[σwl ]=60kPa ;地基容许承载力[σ0]=250kPa 。

3.3.3.2 车辆荷载换算

按墙高确定附加荷载强度进行换算

查《路基路面工程》书中表6-5可得当墙高6m 时,附加荷载强度q =15kN /m 3。 则换算等代均布土层厚度h 0=q /γ=15/19=0.79m 3.3.3.3主动土压力计算 a 计算破裂角θ

直线形仰斜墙背,且墙背倾角α较小,不会出现第二破裂面。 假定破裂面交于荷载范围内 则:

x

=

=

=0.89 得

41.75

破裂面与荷载的交点到墙踵的距离:

m=(H+a)

荷载内边缘到墙踵的距离:

p=H

荷载外边缘到墙踵的距离:

q=p+(26-0.52)=5.5+25=30.5

+b+d=50.25+3.75+0.5=5.5

=(5+2.5)0.89=6.68

P <m <q

∴ 假设正确

b 计算主动土压力E a 及其作用点位置

V

长度方向取1

则:

=1.74

3.3.3.4 被动土压力

墙前的被动土压力忽略不计。偏于安全。

3.3.3.5挡土墙计算

只对荷载组合II 进行计算。 a 拟定挡土墙顶宽 经试算 取

则 墙底斜宽:

B =b 1+b 1tan αtan α0=1.55 -1.550.250.19=1.48

E x 到墙趾A 的距离

=1.74E y 到墙趾A 的距离

=1.48+0.435=1.91

因墙底(基底)倾斜,需把求得的Z x 、Z y 修正为Z x 1、Z y 1, 即:

Z x 1=Z x -b 1tan α0 =1.74-1.550.19=1.46Z y 1=b 1-Z x 1tan α=1.55+1.460.25=1.91

墙身体积:

V 1=b 1(H -b 1tan α0) =1.55(5-1.550.19)=7.29

V 2=0. 5b 1tan α0=0.5

墙身自重:

2

0.19=0.23

G 1=V 1γk =7.2922=160.46G 2=V 2γk =0.2322=5.02G

Z G 1=0. 5[(H -b 1tan α0) ⋅n +b 1]=0.5[(5-1.550.19) 0.25+1.55]=1.37Z G 2=[1/2+1/3(1/2-tan αtan α0)]b 1==1.06

G

Z G =(G 1Z G 1+G 2Z G 2) /=(160.461.37+5.021.06)

/165.48=1.36

作用于墙底(即基底)的竖向力

N =G 1+G 2+E y =160.46+5.02+3.51=168.99

N 至墙趾A 的距离

Z N =

G 1Z G 1+G 2Z G 2+E y Z y 1-E x Z x 1

N

=(160.461.37+5.021.06+3.51

1.91-67.951.46)/168.99 =0.78

b 抗滑动稳定性验算

抗滑稳定系数

K C =

[N +E x tan α0]μ

=

E x -N tan α0

=1.52﹥1.3

满足规范要求

考虑主动土压力,对滑动稳定和倾覆稳定均起不利作用,所以应选择表4-15右边的γQ 1进行验算。

滑动稳定性方程:

= [1.1165.48+1.4

(3.51-67.950.25)-0]0.3+(1.1165.48+1.43.51) 0.19-1.467.95+0=

1.89

满足规范要求

c 抗倾覆稳定性验算 抗倾覆稳定系数:

﹥0

K 0=

G 1Z G 1+G 2Z G 2+E y Z y 1

E x Z x 1

==2.34﹥1.5

满足规范要求

倾覆稳定性方程:

0.8G+

=0.8165.481.36+1.4(3.5

1+1.91-67.951.46)=50.54

满足规范要求

d 基底合力偏心距验算

基底合力偏心距 :

e 0=

B

-Z N =2

﹥0

=0.04﹤B/6 =0.25

满足规范要求

e 地基承载力验算

基底应力:

σ1, 2=

∴基底最大应力

6e N

(1±0) =B B

=132.45

=

﹤地基容许承载力[σ0]=250kPa

满足规范要求

f 墙身强度验算

墙面与墙背平行,截面最大应力位于接近基底处。由基底应力计算结果知墙身正应力满足墙体材料强度要求。

因墙身剪应力及弯拉应力很小,故可不予验算。


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