12米重力式挡土墙验算.docx
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12米重力式挡土墙验算
重力式挡土墙验算[执行标准：
公路]
计算项目：
仰斜式挡土墙12米
计算时间：
2008-02-1315:
15:
27星期三
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
13.200（m）
墙顶宽:
2.200（m）
面坡倾斜坡度:
1:
0.250
背坡倾斜坡度:
1:
-0.200
采用1个扩展墙址台阶:
墙趾台阶b1:
0.600（m）
墙趾台阶h1:
1.200（m）
墙趾台阶与墙面坡坡度相同
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:
0.550
砌体种类:
片石砌体
砂浆标号:
7.5
石料强度（MPa）:
30
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:
18.000（kN/m3）
墙背与墙后填土摩擦角:
17.500（度）
地基土容重:
18.000（kN/m3）
修正后地基土容许承载力:
250.000（kPa）
地基土容许承载力提高系数:
墙趾值提高系数:
1.000
墙踵值提高系数:
1.000
平均值提高系数:
1.000
墙底摩擦系数:
0.300
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
35.000（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
112.0000.0001
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:
0.000（m）
挡墙分段长度:
10.000（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=1.200√
2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.200√
3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.200√
4.填土侧压力分项系数=1.200√
5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.200√
=============================================
[土压力计算]计算高度为13.865（m）处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=34.934（度）
公路-II级
路基面总宽=12.000（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=6.912（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
042.3000.60060.00060.000
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.00060.000
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.00070.000
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.00070.000
第2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）
013.6000.30015.00015.000
025.4000.30015.00015.000
033.6000.60060.00060.000
045.4000.60060.00060.000
053.6000.60060.00060.000
065.4000.60060.00060.000
073.6000.60070.00070.000
085.4000.60070.00070.000
093.6000.60070.00070.000
105.4000.60070.00070.000
第3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）
016.7000.30015.00015.000
028.5000.30015.0000.000
036.7000.60060.00051.182
048.5000.60060.0000.000
056.7000.60060.00051.182
068.5000.60060.0000.000
076.7000.60070.00059.712
088.5000.60070.0000.000
096.7000.60070.00059.712
108.5000.60070.0000.000
布置宽度B0=6.912（m）分布长度L0=20.000（m）荷载值SG=1336.788（kN）
换算土柱高度h0=0.537（m）
按实际墙背计算得到:
第1破裂角：
34.934（度）
Ea=328.447Ex=326.532Ey=35.415（kN）作用点高度Zy=4.788（m）
墙身截面积=35.267（m2）重量=811.143kN
（一）滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.300
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=795.392（kN）En=98.766（kN）Wt=159.078（kN）Et=313.246（kN）
滑移力=154.167（kN）抗滑力=268.247（kN）
滑移验算满足:
Kc=1.740>1.300
滑动稳定方程验算：
滑动稳定方程满足:
方程值=99.050（kN）>0.0
地基土摩擦系数=0.550
地基土层水平向:
滑移力=326.532（kN）抗滑力=476.565（kN）
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.459>1.300
（二）倾覆稳定性验算
相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=3.350（m）
相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=4.285（m）
相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=4.123（m）
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=1346.166（kN-m）抗倾覆力矩=2869.392（kN-m）
倾覆验算满足:
K0=2.132>1.500
倾覆稳定方程验算：
倾覆稳定方程满足:
方程值=740.810（kN-m）>0.0
（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=894.158（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1523.227（kN-m）
基础底面宽度B=3.393（m）偏心距e=-0.007（m）
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.704（m）
基底压应力:
趾部=260.223踵部=266.867（kPa）
最大应力与最小应力之比=266.867/260.223=1.026
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=-0.007<=0.167*3.393=0.565（m）
墙趾处地基承载力验算不满足:
压应力=260.223>250.000（kPa）
墙踵处地基承载力验算不满足:
压应力=266.867>250.000（kPa）
地基平均承载力验算不满足:
压应力=263.545>250.000（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=34.116（m2）重量=784.668kN
相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=3.387（m）
相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=4.285（m）
相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=4.123（m）
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=820.083（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1463.331（kN-m）
相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.784（m）
截面宽度B=3.460（m）偏心距e1=-0.054（m）
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.054<=0.250*3.460=0.865（m）
截面上压应力:
面坡=214.672背坡=259.365（kPa）
压应力验算满足:
计算值=259.365<=1000.000（kPa）
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-0.434<=90.000（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=984.100（kN）
轴心力偏心影响系数αk=0.997
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.460（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=0.934
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=984.100<=2389.457（kN）
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=984.100<=2231.188（kN）
（六）台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为12.000（m）处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=34.934（度）
公路-II级
路基面总宽=12.000（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=5.982（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
042.3000.60060.00060.000
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.00060.000
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.00070.000
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.00070.000
第2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）
013.6000.30015.00015.000
025.4000.30015.00015.000
033.6000.60060.00060.000
045.4000.60060.00060.000
053.6000.60060.00060.000
065.4000.60060.00060.000
073.6000.60070.00070.000
085.4000.60070.00070.000
093.6000.60070.00070.000
105.4000.60070.00070.000
布置宽度B0=5.982（m）分布长度L0=19.928（m）荷载值SG=1100.000（kN）
换算土柱高度h0=0.513（m）
按实际墙背计算得到:
第1破裂角：
34.934（度）
Ea=247.831Ex=246.386Ey=26.723（kN）作用点高度Zy=4.157（m）
墙身截面积=30.000（m2）重量=690.000kN
[强度验算]
验算截面以上，墙身截面积=30.000（m2）重量=690.000kN
相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.696（m）
相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=3.631（m）
相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=4.157（m）
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=716.723（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=932.952（kN-m）
相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.302（m）
截面宽度B=2.800（m）偏心距e1=0.098（m）
截面上偏心距验算满足:
e1=0.098<=0.250*2.800=0.700（m）
截面上压应力:
面坡=309.896背坡=202.049（kPa）
压应力验算满足:
计算值=309.896<=1000.000（kPa）
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-14.394<=90.000（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=860.067（kN）
轴心力偏心影响系数αk=0.985
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.800（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=0.911
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=860.067<=1911.123（kN）
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=860.067<=1741.510（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=1.200√
2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.200√
3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.200√
4.填土侧压力分项系数=1.200√
5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.200√
=============================================
[土压力计算]计算高度为13.865（m）处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=34.934（度）
公路-II级
路基面总宽=12.000（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=6.912（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
042.3000.60060.00060.000
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.00060.000
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.00070.000
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.00070.000
第2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）
013.6000.30015.00015.000
025.4000.30015.00015.000
033.6000.60060.00060.000
045.4000.60060.00060.000
053.6000.60060.00060.000
065.4000.60060.00060.000
073.6000.60070.00070.000
085.4000.60070.00070.000
093.6000.60070.00070.000
105.4000.60070.00070.000
第3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）
016.7000.30015.00015.000
028.5000.30015.0000.000
036.7000.60060.00051.182
048.5000.60060.0000.000
056.7000.60060.00051.182
068.5000.60060.0000.000
076.7000.60070.00059.712
088.5000.60070.0000.000
096.7000.60070.00059.712
108.5000.60070.0000.000
布置宽度B0=6.912（m）分布长度L0=20.000（m）荷载值SG=1336.788（kN）
换算土柱高度h0=0.537（m）
按实际墙背计算得到:
第1破裂角：
34.934（度）
Ea=328.447Ex=326.532Ey=35.415（kN）作用点高度Zy=4.788（m）
墙身截面积=35.267（m2）重量=811.143kN
（一）滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.300
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=795.392（kN）En=98.766（kN）Wt=159.078（kN）Et=313.246（kN）
滑移力=154.167（kN）抗滑力=268.247（kN）
滑移验算满足:
Kc=1.740>1.300
滑动稳定方程验算：
滑动稳定方程满足:
方程值=99.050（kN）>0.0
地基土摩擦系数=0.550
地基土层水平向:
滑移力=326.532（kN）抗滑力=476.565（kN）
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.459>1.300
（二）倾覆稳定性验算
相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=3.350（m）
相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=4.285（m）
相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=4.123（m）
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=1346.166（kN-m）抗倾覆力矩=2869.392（kN-m）
倾覆验算满足:
K0=2.132>1.500
倾覆稳定方程验算：
倾覆稳定方程满足:
方程值=740.810（kN-m）>0.0
（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=894.158（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1523.227（kN-m）
基础底面宽度B=3.393（m）偏心距e=-0.007（m）
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.704（m）
基底压应力:
趾部=260.223踵部=266.867（kPa）
最大应力与最小应力之比=266.867/260.223=1.026
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=-0.007<=0.167*3.393=0.565（m）
墙趾处地基承载力验算不满足:
压应力=260.223>250.000（kPa）
墙踵处地基承载力验算不满足:
压应力=266.867>250.000（kPa）
地基平均承载力验算不满足:
压应力=263.545>250.000（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=34.116（m2）重量=784.668kN
相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=3.387（m）
相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=4.285（m）
相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=4.123（m）
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=820.083（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1463.331（kN-m）
相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.784（m）
截面宽度B=3.460（m）偏心距e1=-0.054（m）
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.054<=0.250*3.460=0.865（m）
截面上压应力:
面坡=214.672背坡=259.365（kPa）
压应力验算满足:
计算值=259.365<=
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