理正验算重力式挡土墙的设计结果.docx

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理正验算重力式挡土墙的设计结果

理正验算

重力式挡土墙验算[执行标准：

公路]

计算项目：

重力式挡土墙1

计算时间：

2013-12-2323:

21:

54星期一

------------------------------------------------------------------------

原始条件:

墙身尺寸:

墙身高:

5.000（m）

墙顶宽:

1.500（m）

面坡倾斜坡度:

1:

0.250

背坡倾斜坡度:

1:

-0.250

采用1个扩展墙址台阶:

墙趾台阶b1:

0.300（m）

墙趾台阶h1:

0.750（m）

墙趾台阶与墙面坡坡度相同

墙踵台阶b3:

0.500（m）

墙踵台阶h3:

0.750（m）

墙底倾斜坡率:

0.200:

1

物理参数:

圬工砌体容重:

20.123（kN/m3）

圬工之间摩擦系数:

0.700

地基土摩擦系数:

0.800

墙身砌体容许压应力:

800.000（kPa）

墙身砌体容许弯曲拉应力:

110.000（kPa）

墙身砌体容许剪应力:

80.000（kPa）

材料抗压极限强度:

2.500（MPa）

材料抗力分项系数:

2.310

系数αs:

0.0020

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）

修正后地基承载力特征值:

423.000（kPa）

地基承载力特征值提高系数:

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:

0.400

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:

1

折线序号水平投影长（m）竖向投影长（m）换算土柱数

110.0000.0001

第1个:

定位距离0.000（m）公路-I级

作用于墙上的附加集中荷载数:

1（作用点坐标相对于墙左上角点）

荷载号XYP作用角是否为被动土压力

（m）（m）（kN/m）（度）

10.2000.0007.102270.000ㄨ

坡面起始距离:

0.000（m）

地面横坡角度:

20.000（度）

填土对横坡面的摩擦角:

35.000（度）

墙顶标高:

0.000（m）

挡墙分段长度:

2.500（m）

=====================================================================

第1种情况:

组合1

=============================================

组合系数:

1.000

1.挡土墙结构重力分项系数=1.000√

2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000√

3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√

4.填土侧压力分项系数=1.000√

5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√

6.附加集中力分项系数=1.000√

=============================================

[土压力计算]计算高度为5.343（m）处的库仑主动土压力

无荷载时的破裂角=36.108（度）

公路-I级

路基面总宽=10.000（m）,路肩宽=0.000（m）安全距离=0.500（m）

单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350（m）,车与车之间距离=0.600（m）

经计算得，路面上横向可排列此种车辆4列

布置宽度=2.562（m）

布置宽度范围内车轮及轮重列表:

第1列车:

中点距全部破裂体

轮号路边距离（m）轮宽（m）轮压（kN）上轮压（kN）

010.5000.30015.00015.000

022.3000.30015.00015.000

030.5000.60060.00060.000

042.3000.60060.00056.156

050.5000.60060.00060.000

062.3000.60060.00056.156

070.5000.60070.00070.000

082.3000.60070.00065.515

090.5000.60070.00070.000

102.3000.60070.00065.515

布置宽度B0=2.562（m）分布长度L0=16.085（m）荷载值SG=533.341（kN）

换算土柱高度h0=0.681（m）

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

36.108（度）

Ea=54.808（kN）Ex=54.708（kN）Ey=3.311（kN）作用点高度Zy=1.962（m）

墙身截面积=8.789（m2）重量=176.863（kN）

（一）滑动稳定性验算

基底摩擦系数=0.400

采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:

基底倾斜角度=11.310（度）

Wn=180.392（kN）En=13.976（kN）Wt=36.078（kN）Et=52.996（kN）

滑移力=16.918（kN）抗滑力=77.747（kN）

滑移验算满足:

Kc=4.596>1.300

滑动稳定方程验算：

滑动稳定方程满足:

方程值=72.646（kN）>0.0

地基土层水平向:

滑移力=54.708（kN）抗滑力=158.731（kN）

地基土层水平向:

滑移验算满足:

Kc2=2.901>1.300

（二）倾覆稳定性验算

相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.663（m）

相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=2.205（m）

相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=1.619（m）

验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性

倾覆力矩=88.574（kN-m）抗倾覆力矩=313.885（kN-m）

倾覆验算满足:

K0=3.544>1.500

倾覆稳定方程验算：

倾覆稳定方程满足:

方程值=166.479（kN-m）>0.0

（三）地基应力及偏心距验算

基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力

取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距

作用于基础底的总竖向力=194.368（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=225.310（kN-m）

基础底面宽度B=2.537（m）偏心距e=0.109（m）

基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.159（m）

基底压应力:

趾部=96.408踵部=56.833（kPa）

最大应力与最小应力之比=96.408/56.833=1.696

作用于基底的合力偏心距验算满足:

e=0.109<=0.167*2.537=0.423（m）

墙趾处地基承载力验算满足:

压应力=96.408<=507.600（kPa）

墙踵处地基承载力验算满足:

压应力=56.833<=549.900（kPa）

地基平均承载力验算满足:

压应力=76.621<=423.000（kPa）

（四）基础强度验算

基础为天然地基，不作强度验算

（五）墙底截面强度验算

验算截面以上，墙身截面积=8.170（m2）重量=164.411（kN）

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.664（m）

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.205（m）

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.619（m）

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力=174.825（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=204.662（kN-m）

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.171（m）

截面宽度B=2.487（m）偏心距e1=0.073（m）

截面上偏心距验算满足:

e1=0.073<=0.250*2.487=0.622（m）

截面上压应力:

面坡=82.670背坡=57.892（kPa）

压应力验算满足:

计算值=82.670<=800.000（kPa）

切向应力检算:

剪应力验算满足:

计算值=-27.204<=80.000（kPa）

[极限状态法]:

重要性系数γ0=1.000

验算截面上的轴向力组合设计值Nd=174.825（kN）

轴心力偏心影响系数αk=0.990

挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.487（m2）

材料抗压极限强度Ra=2500.000（kPa）

圬工构件或材料的抗力分项系数γf=2.310

偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=0.992

计算强度时:

强度验算满足:

计算值=174.825<=2664.502（kN）

计算稳定时:

稳定验算满足:

计算值=174.825<=2642.529（kN）

（六）台顶截面强度验算

[土压力计算]计算高度为4.250（m）处的库仑主动土压力

无荷载时的破裂角=36.108（度）

公路-I级

路基面总宽=10.000（m）,路肩宽=0.000（m）安全距离=0.500（m）

单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350（m）,车与车之间距离=0.600（m）

经计算得，路面上横向可排列此种车辆4列

布置宽度=2.038（m）

布置宽度范围内车轮及轮重列表:

第1列车:

中点距全部破裂体

轮号路边距离（m）轮宽（m）轮压（kN）上轮压（kN）

010.5000.30015.00015.000

022.3000.30015.0000.000

030.5000.60060.00060.000

042.3000.60060.0003.760

050.5000.60060.00060.000

062.3000.60060.0003.760

070.5000.60070.00070.000

082.3000.60070.0004.387

090.5000.60070.00070.000

102.3000.60070.0004.387

布置宽度B0=2.038（m）分布长度L0=15.454（m）荷载值SG=291.294（kN）

换算土柱高度h0=0.487（m）

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

36.108（度）

Ea=33.964（kN）Ex=33.902（kN）Ey=2.052（kN）作用点高度Zy=1.549（m）

[强度验算]

验算截面以上，墙身截面积=6.375（m2）重量=128.284（kN）

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.281（m）

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=1.887（m）

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.549（m）

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力=137.438（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=124.699（kN-m）

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.907（m）

截面宽度B=1.500（m）偏心距e1=-0.157（m）

截面上偏心距验算满足:

e1=-0.157<=0.250*1.500=0.375（m）

截面上压应力:

面坡=33.971背坡=149.280（kPa）

压应力验算满足:

计算值=149.280<=800.000（kPa）

切向应力检算:

剪应力验算满足:

计算值=-41.537<=80.000（kPa）

[极限状态法]:

重要性系数γ0=1.000

验算截面上的轴向力组合设计值Nd=137.438（kN）

轴心力偏心影响系数αk=0.883

挡墙构件的计算截面每沿米面积A=1.500（m2）

材料抗压极限强度Ra=2500.000（kPa）

圬工构件或材料的抗力分项系数γf=2.310

偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=0.966

计算强度时:

强度验算满足:

计算值=137.438<=1434.096（kN）

计算稳定时:

稳定验算满足:

计算值=137.438<=1384.877（kN）

=====================================================================

第2种情况:

组合2

=============================================

组合系数:

1.000

1.挡土墙结构重力分项系数=1.000√

2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000√

3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√

4.填土侧压力分项系数=1.000√

5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√

6.附加集中力分项系数=1.000√

=============================================

[土压力计算]计算高度为5.343（m）处的库仑主动土压力

无荷载时的破裂角=36.108（度）

公路-I级

路基面总宽=10.000（m）,路肩宽=0.000（m）安全距离=0.500（m）

单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350（m）,车与车之间距离=0.600（m）

经计算得，路面上横向可排列此种车辆4列

布置宽度=2.562（m）

布置宽度范围内车轮及轮重列表:

第1列车:

中点距全部破裂体

轮号路边距离（m）轮宽（m）轮压（kN）上轮压（kN）

010.5000.30015.00015.000

022.3000.30015.00015.000

030.5000.60060.00060.000

042.3000.60060.00056.156

050.5000.60060.00060.000

062.3000.60060.00056.156

070.5000.60070.00070.000

082.3000.60070.00065.515

090.5000.60070.00070.000

102.3000.60070.00065.515

布置宽度B0=2.562（m）分布长度L0=16.085（m）荷载值SG=533.341（kN）

换算土柱高度h0=0.681（m）

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

36.108（度）

Ea=54.808（kN）Ex=54.708（kN）Ey=3.311（kN）作用点高度Zy=1.962（m）

墙身截面积=8.789（m2）重量=176.863（kN）

（一）滑动稳定性验算

基底摩擦系数=0.400

采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:

基底倾斜角度=11.310（度）

Wn=180.392（kN）En=13.976（kN）Wt=36.078（kN）Et=52.996（kN）

滑移力=16.918（kN）抗滑力=77.747（kN）

滑移验算满足:

Kc=4.596>1.300

滑动稳定方程验算：

滑动稳定方程满足:

方程值=72.646（kN）>0.0

地基土层水平向:

滑移力=54.708（kN）抗滑力=158.731（kN）

地基土层水平向:

滑移验算满足:

Kc2=2.901>1.300

（二）倾覆稳定性验算

相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.663（m）

相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=2.205（m）

相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=1.619（m）

验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性

倾覆力矩=88.574（kN-m）抗倾覆力矩=313.885（kN-m）

倾覆验算满足:

K0=3.544>1.500

倾覆稳定方程验算：

倾覆稳定方程满足:

方程值=166.479（kN-m）>0.0

（三）地基应力及偏心距验算

基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力

取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距

作用于基础底的总竖向力=194.368（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=225.310（kN-m）

基础底面宽度B=2.537（m）偏心距e=0.109（m）

基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.159（m）

基底压应力:

趾部=96.408踵部=56.833（kPa）

最大应力与最小应力之比=96.408/56.833=1.696

作用于基底的合力偏心距验算满足:

e=0.109<=0.167*2.537=0.423（m）

墙趾处地基承载力验算满足:

压应力=96.408<=507.600（kPa）

墙踵处地基承载力验算满足:

压应力=56.833<=549.900（kPa）

地基平均承载力验算满足:

压应力=76.621<=423.000（kPa）

（四）基础强度验算

基础为天然地基，不作强度验算

（五）墙底截面强度验算

验算截面以上，墙身截面积=8.170（m2）重量=164.411（kN）

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.664（m）

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.205（m）

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.619（m）

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力=174.825（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=204.662（kN-m）

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.171（m）

截面宽度B=2.487（m）偏心距e1=0.073（m）

截面上偏心距验算满足:

e1=0.073<=0.250*2.487=0.622（m）

截面上压应力:

面坡=82.670背坡=57.892（kPa）

压应力验算满足:

计算值=82.670<=800.000（kPa）

切向应力检算:

剪应力验算满足:

计算值=-27.204<=80.000（kPa）

[极限状态法]:

重要性系数γ0=1.000

验算截面上的轴向力组合设计值Nd=174.825（kN）

轴心力偏心影响系数αk=0.990

挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.487（m2）

材料抗压极限强度Ra=2500.000（kPa）

圬工构件或材料的抗力分项系数γf=2.310

偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数Ψk=0.992

计算强度时:

强度验算满足:

计算值=174.825<=2664.502（kN）

计算稳定时:

稳定验算满足:

计算值=174.825<=2642.529（kN）

（六）台顶截面强度验算

[土压力计算]计算高度为4.250（m）处的库仑主动土压力

无荷载时的破裂角=36.108（度）

公路-I级

路基面总宽=10.000（m）,路肩宽=0.000（m）安全距离=0.500（m）

单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350（m）,车与车之间距离=0.600（m）

经计算得，路面上横向可排列此种车辆4列

布置宽度=2.038（m）

布置宽度范围内车轮及轮重列表:

第1列车:

中点距全部破裂体

轮号路边距离（m）轮宽（m）轮压（kN）上轮压（kN）

010.5000.30015.00015.000

022.3000.30015.0000.000

030.5000.60060.00060.000

042.3000.60060.0003.760

050.5000.60060.00060.000

062.3000.60060.0003.760

070.5000.60070.00070.000

082.3000.60070.0004.387

090.5000.60070.00070.000

102.3000.60070.0004.387

布置宽度B0=2.038（m）分布长度L0=15.454（m）荷载值SG=291.294（kN）

换算土柱高度h0=0.487（m）

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

36.108（度）

Ea=33.964（kN）Ex=33.902（kN）Ey=2.052（kN）作用点高度Zy=1.549（m）

[强度验算]

验算截面以上，墙身截面积=6.375（m2）重量=128.284（kN）

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.281（m）

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=1.887（m）

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=1.549（m）

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力=137.438（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=124.699（kN-m）

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.907（m）

截面宽度B=1.500（m）偏心距e1=-0.157（m）

截面上偏心距验算满足:

e1=-0.157<=0.250*1.500=0.375（m）

截面上压应力:

面坡=33.971背坡=149.280（kPa）

压应力验算满足:

计算值=149.280<=800.000（kPa）

切向应力检算:

剪应力验算满足:

计算值=-41.537