支挡及支挡结构课程设计Word文件下载.docx
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2%
超高方式
绕公路中心线旋转
汽车荷载等级
公路—I级
2、线路的平、纵断面图
3、岩土主要物理力学指标
通过工程类比及综合分析评价，提出全线的各类岩、土的主要物理力学指标值，具体见下表：
岩土体物理力学参数建议值表
表2
岩性
状态
天然容重
容许承载力
抗剪强度
变形模量
桩周极限摩阻力
桩端极限端阻力
基底摩擦系数
бo
c
φ
Eo
qsk
Qpk
μ
kN/m3
kPa
MPa
粉质粘土
软－可塑
18-19
80-100
12
8-10
5-6
55-60
0.25
淤泥质土
软塑
14-17
60-80
8
6-8
4-5
25-30
碎砾石土
稍密
20-21
280-320
15
28-30
19-21
180-200
0.35-0.4
中密
350-400
30-32
21-23
200-220
块碎石土
21-22
300-350
10
20-22
190-210
380-420
32-35
22-24
210-230
（砂）卵石土
漂卵砾石土
320-380
31-33
230-250
0.4-0.45
400-450
34-38
24-26
250-300
泥岩
强风化
26
10-20
500-600
3800-4200
0.45-0.5
弱风化
26.5
600-800
100-150
30-35
2000-2200
5000-5500
0.5-0.55
砂岩
27.0
550-600
20-30
45-55
600-700
4800-5200
27.6
800-900
130-180
55-70
2500-3000
7000-8000
粉砂岩
27
4、挡墙工程地质评价
设挡墙处表层一般为0.5-2.5m厚的粉质粘土，该层承载能力低，不能作为挡墙的基础持力层。
粉质粘土层以下为砂卵砾石层或基岩，可作为基础持力层。
对于基础持力层为松散的砂卵砾石层，若承载力不能满足设计要求的，建议进行夯压处理，处理后其承载力要求达到f＝300～350kPa、μ＝0.40～0.45。
对于基础持力层为基岩的，挡墙基础嵌入基岩0.5～1m左右，若下伏为泥岩，其承载力f＝400～450kPa、μ＝0.45-0.50。
若下伏为粉砂岩及砂岩，其承载力f＝550～600kPa、μ＝0.45-0.50。
二、设计步骤
1、从给定的平面图选定60m，设计三个路基横断面（比例为1：
200）。
2、选定一个横断面，分析边坡的稳定性（用里正软件计算）。
3、设计重力式挡土墙并检算。
可先用里正软件确定挡土墙尺寸，在手算。
三、应交的成果。
1、三个路基横断面设计图（CAD绘图）。
2、重力式挡土墙的立面图（CAD绘图）。
1.致和镇到桂花镇K17+260-K17+300的路堤设计
根据上图选定K17+260路基原始地面高程做路堤设计
2.计算结果
一重力式路堤墙，墙高H=3m，填高2m，填土边坡1:
1，填料容重21KN/m3，
。
墙背选用仰斜1:
0.25（
），
基地摩擦系数
地基容许承载力R=500KPa。
墙身容重
墙身分段长10m。
车辆荷载的等代土层厚度为0.496m，布置在路基全宽上。
1、主动土压力计算
假设破裂面交于荷载内，按表2-1第三类公式计算：
`
假设破裂面交于荷载内，
验核破裂面位置：
堤顶破裂面距墙踵
荷载内边缘距墙踵
7<
9.4315<
16.3,故破裂面交于荷载内，与假设相符，可选用所选计算公式。
1.主动土压力系数
2.求主动土压力E及作用点位置
2、设计挡土截面
选墙背平行墙背，通过计算，选墙顶宽
1.计算墙身重
及其力臂
墙身重
计算结果，列于表所示。
体积
自重
力臂
滑动稳定计算
由式（3-27）得
2.倾覆稳定计算
因基底倾斜，土压力对墙趾O的力臂改为：
稳定性验算的结果表明，断面尺寸由滑动控制，上述估计符合实际
4.基地应力验算
5.截面应力验算
墙面墙背为平行的直线，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，故可不作验算。
通过上述验算，所拟截面符合各项要求，决定采用此截面，顶宽为2.45m。
重力式挡土墙验算[执行标准：
公路]
计算项目：
重力式挡土墙2
计算时间：
2011-12-1817:
00:
37星期日
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
10.000（m）
墙顶宽:
2.450（m）
面坡倾斜坡度:
1:
0.250
背坡倾斜坡度:
-0.250
墙底倾斜坡率:
0.200:
1
物理参数:
圬工砌体容重:
23.000（kN/m3）
圬工之间摩擦系数:
0.400
地基土摩擦系数:
0.500
砌体种类:
片石砌体
砂浆标号:
5
石料强度（MPa）:
30
挡土墙类型:
一般挡土墙
墙背与墙后填土摩擦角:
17.500（度）
地基土容重:
18.000（kN/m3）
修正后地基土容许承载力:
450.000（kPa）
地基土容许承载力提高系数:
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:
0.450
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
30.000（度）
墙后填土土层数:
1
土层号
层厚
容重
浮容重
内摩擦角
粘聚力
土压力
（m）
（kN/m3）
（度）
（kPa）
调整系数
3.000
21.000
---
38.000
0.000
1.000
土压力计算方法:
库仑
坡线土柱:
坡面线段数:
2
折线序号
水平投影长（m）
竖向投影长（m）
换算土柱数
4.500
2
9.000
第1个:
定位距离0.000（m）公路-II级
坡面起始距离:
0.000（m）
地面横坡角度:
20.000（度）
墙顶标高:
挡墙分段长度:
=====================================================================
第1种情况:
组合1
=============================================
组合系数:
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√
[土压力计算]计算高度为10.467（m）处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=35.931（度）
公路-II级
路基面总宽=9.000（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3列
布置宽度=2.643（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）
01
0.500
0.300
15.000
02
2.300
03
0.600
60.000
04
05
06
07
70.000
08
09
布置宽度B0=2.643（m）分布长度L0=20.000（m）荷载值SG=550.000（kN）
换算土柱高度h0=0.496（m）
按实际墙背计算得到:
第1破裂角：
36.305（度）
Ea=230.782Ex=230.360Ey=13.943（kN）作用点高度Zy=3.668（m）
墙身截面积=25.072（m2）重量=576.648kN
（一）滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.450
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=565.450（kN）En=58.850（kN）Wt=113.090（kN）Et=223.152（kN）
滑移力=110.062（kN）抗滑力=280.935（kN）
滑移验算满足:
Kc=2.553>
滑动稳定方程验算：
滑动稳定方程满足:
方程值=211.739（kN）>
0.0
地基土摩擦系数=0.500
地基土层水平向:
滑移力=230.360（kN）抗滑力=300.196（kN）
Kc2=1.303>
（二）倾覆稳定性验算
相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=2.455（m）
相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=3.250（m）
相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=3.201（m）
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=737.388（kN-m）抗倾覆力矩=1460.945（kN-m）
倾覆验算满足:
K0=1.981>
1.500
倾覆稳定方程验算：
倾覆稳定方程满足:
方程值=440.432（kN-m）>
（三）地基应力及偏心距验算
基础为天然地基，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=624.300（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=723.557（kN-m）
基础底面宽度B=2.380（m）偏心距e=0.031（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=282.724踵部=241.999（kPa）
最大应力与最小应力之比=282.724/241.999=1.168
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.031<
=0.167*2.380=0.397（m）
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=282.724<
=540.000（kPa）
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=241.999<
=585.000（kPa）
地基平均承载力验算满足:
压应力=262.361<
=450.000（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=24.500（m2）重量=563.500kN
相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.475（m）
相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=3.250（m）
相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=3.201（m）
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=577.443（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=702.593（kN-m）
相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.217（m）
截面宽度B=2.450（m）偏心距e1=0.008（m）
截面上偏心距验算满足:
e1=0.008<
=0.250*2.450=0.612（m）
截面上压应力:
面坡=240.464背坡=230.919（kPa）
压应力验算满足:
计算值=240.464<
=800.000（kPa）
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-0.252<
=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=577.443（kN）
轴心力偏心影响系数αk=1.000
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.450（m2）
材料抗压极限强度Ra=1600.000（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=0.922
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=577.443<
=1696.737（kN）
计算稳定时:
稳定验算满足:
=1564.803（kN）
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