工程概况.docx
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工程概况
《岩体工程》课程设计
————抗滑挡土墙课程设计报告
2012年1月6日
（一）Ф工程概况
如图所示的一破体，拟采取修建重力式抗滑挡土墙支挡措施。
滑面为折线型，按滑面倾角变化分为4段，各段滑面的内摩擦角均为
=12°，粘聚力C=0.验算沿墙顶滑出的可能性时，墙后滑体的内摩擦角φ=40°，粘聚力C=25，γ=24KN/m3;墙前回填高度按1.5米考虑，γ=19KN/m3，φ=30°，粘聚力C=10.墙体采用C20片石混凝土，基础置于中风化泥岩层上，其容许承载力为800KPa；墙体与泥岩摩擦系数取u=0.4.要求滑动稳定系数Kc≥1.3，倾覆稳定系数Ko≥1.6.
（一）设计计算
一、剩余下滑力计算
剩余下滑力具体计算见表1，大小为130.28KN，方向与水平方向成15°夹角
剩余下滑力计算表（安全系数Fst=1.3）
表1
块段
面积S（㎡）
重度（KN）
滑动面倾角
抗剪强度
下滑力Ti（KN）
抗滑力Ri（KN）
传递系数Ψ
剩余下滑力Pi（KN）
C
（KPa）
ϕ°
1
1.85
24
30
0
12
22.2
8.17
0.98
20.69
2
5.18
24
25
0
12
52.54
23.95
64.63
3
7.4
24
20
0
12
60.74
35.47
106.83
4
8.13
24
15
0
12
50.5
40.06
130.28
5
7.76
24
10
0
12
32.34
38.99
130.73
6
5.7
24
5
0
12
11.92
28.97
114.64
7
2.14
24
0
0
12
0
10.92
101.43
注：
1.传递系数Ψ=cos（αi-1-αi）-sin（αi-1-αi）tanϕ
2.剩余下滑力P=Pi-1Ψ+FstTi-Ri
二、根据推力计算中所拟定的墙高，自墙背定点向下做水平线成（45〫-ϕ/2）倾角的Aα线与滑面相交于α点，并在此线以上每隔5º作出Ab，Ac，…等线（表2），求算出这些虚拟滑面的剩余下滑力，并列于下表中
虚拟
滑面
滑面面积
S（m2）
重度
γ（kN/m3）
滑面倾角
αo
抗剪强度
下滑力
Ti（kN）
阻滑力
Ri（kN）
传递系数ψ
剩余下滑力Pi（kN）
C
（kPa）
Фo
sa
4.02
24
15
0
12
24.971
19.81
0.981
12.65
aA
2.16
24
-39
10
40
-32.62
59.57
-0.091
-101.98
sb
3.40
24
15
0
12
21.12
16.75
0.981
10.71
bA
2.47
24
-34
10
40
-33.15
68.86
0.023
-111.96
sc
2.68
24
15
0
12
16.65
13.21
0.981
8.435
cA
2.83
24
-29
10
40
-32.93
79.86
0.136
-122.67
sd
1.81
24
15
0
12
11.24
8.92
0.981
5.692
dA
3.27
24
-24
10
40
-31.92
93.28
0.249
-134.78
从上表验算结果表明，出现剩余下滑力的负值峰值，说明所拟墙高和埋深均属适当。
验算安全墙高图
三、挡土墙尺寸拟定
根据上述计算，挡墙尺寸拟定见下图。
挡土墙尺寸拟定图
四、基本参数计算
根据上述滑坡推力的结果，下滑力大小为130.28kN，方向与水平方向成15º夹角，作用点在位于墙后滑坡体1／2高位置。
土压力计算中，墙前被动土压力和墙后主动土压力都采用朗金土压力理论计算然后墙后土压力与滑坡推力比较，取大者进行计算。
各力作用位置如表4所示（相对于墙趾O点）。
1.挡墙重量断面面积
S=20.048m2
G=22.048×24=529.152kN
2.前趾填土重量
W1=0.5×（0.8+1.55）×1.5×19=33.4875kN
3.后趾填土重量
W2=0.5×（1+1.47）×2.24×24=66.4088kN
挡墙各力受力分析图（单位：
mm）
4.滑坡推力：
P=130.28kN
Px=P×cos15°=125.84kN
Py=P×sin15°=33.72kN
5.墙前被动土压力：
（按朗肯土压理论计算）
φ=30°
Kp=tan2（45°+φ/2）=3
Ep=
19
230.44KN
6.墙后主动土压力：
（按朗肯土压力理论计算）
Ka=tan2（45°-φ/2）=0.387
Ea=0.5×44.70624×6.08=135.91kN
Eax=Eacosθ=Eacos（δ+ε）=130.839kN
Eay=Easinθ=Easin（δ+ε）=36.777kN
由上计算可知，应按滑坡推力来设计挡墙，以上计算数据见下表4。
编号
项目
作用力（KN）
力臂
（m）
弯矩
（MN﹒m）
备注
水平向
竖直向
1
挡墙
0
529.15
3.28
1735.61
稳定力矩
2
前趾填土
0
33.49
0.61
20.43
3
后趾填土
0
66.41
5.068
336.57
4
墙前被动土压力
141.33
0
0.767
108.4
5
墙后主动土压力
100.3
0
2.027
203.31
6
水平下滑力
125.84
0
2.63
330.96
7
竖直下滑力
0
33.72
3.2
107.90
注：
力臂为相对前趾的距离。
五、稳定性验算
1.抗滑稳定性验算
按未设倾斜基底验算时，
>1.3满足要求。
2.抗倾覆稳定性验算
K0=
=（1735.61+20.43+336.57+108.4+107.90）/（203.31+330.96）==4.32>1.6故满足要求。
3.基底应力及合力偏心距验算
如图13.5所示，将竖向力∑N和水平方向力Ex分别按倾斜基底的法向分解：
倾斜基底法向力∑N′对墙趾的力臂为ZN′：
倾斜基底的合力偏心距eˊ为：
=0.29m，│
│（泥岩）
，故满足要求。
六、墙身截面强度验算
1.法向应力及偏心距验算（Ⅰ—Ⅰ断面，图13.6）：
法向应力及偏心验算示意图（单位：
mm）
Ep=0.5rH*H*Kp=0.5×19×2.3×2.3×1.64=82.42kN
，（20号片石混凝土）
，故满足要求。
2.应力验算
水平方向剪应力验算（Ⅱ－Ⅱ断面，图13.7）：
水平方向剪应力验算图（单位：
mm）
，（20号片石混凝土）
故满足要求。
验算安全墙高图
挡土墙尺寸拟定图
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