护岸稳定分析.docx
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护岸稳定分析
重力式挡土墙稳定分析
一、设计参数取值
1.挡土墙采用埋石砼结构，容重U=2.3t/m3,u浮=1.3t/m3;
2.填土容重u湿=1.8t/m3,u浮=1t/m3（墙前墙后视为同样的土料）；
3.水容重u=1t/m3;
4.土壤内摩擦角©取30°（墙前墙后视为同样的土料）；
5.地下水位定位0.5m（即排水良好，泄水口据河底0.5m）
6.基底摩擦系数取0.4（砂卵石基础）
7.计算取单位长度1m。
二、土压力强度计算
1.墙后地下水位处土压力强度
Pi=uhitan2（45°-©/2）
=1.8x2Xtan2（45°-30°/2）
=1.2（t/m3）
2.墙后基底处土压力强度
2
P2=u浮（hiXu/u浮+h2）tan（45°-©/2）=1x[2x1.8/1+（2.5+0.5-2）]xtan2（45°-30°/2）=1.533（t/m3）
三、抗滑稳定验算
1.水平方向作用力（向左为正，向右为负）
（1）墙后土压力
Ei=Ed+E②+E③
=0.5Pih+Ph2+0.5（P2-Pi）h2
=0.5X1.2X2+（2.5+0.5-2）X1.2+0.5X（1.533-1.2）（2.5+0.5-2）
=2.5665（t）
（2）墙前土压力
2
E2=-0.5x1.0X0.5XKa
=-0.041667（t）
（3）墙后水压力
2
巳=0.5u水h2
=0.5X1X（2.5-2+0.5）
=0.5（t）
（4）墙前水压力
2
E4=-0.5u水h
=-0.5X1X0.5=-0.125（t）
（5）水平方向合力
艺E=E+E+E+Ei
=2.5665-0.041667+0.5-0.125=2.9（t）
2.竖直方向作用力（向下为正，向上为负）
（1）渗透压力
G=-0.5u水BAh=-0.5X1X2.3x（2.5-2）=-0.575（t）
（2）浮托力
G=-0.5u水B=-0.5X1X2.3=-1.15（t）
（3）土重（地下水位以下采用浮容重）
G3=G土①+G土②+G土③+G土④
2
=22X0.4/2X1.8+（1.4-2X0.4）X2X1.8+（1.4-2X
2
0.4-0.4）2/0.4/2X1+（1.4-2X0.4-0.4）/0.4X0.4X1=3.850（t）
（4）墙体自重（底板采用浮容重）
G=G墙①+G墙②+G墙③
=2.3X0.5X1.3+2.5X0.5X2.3+（1.4-0.4）X2.5/2X2.3
=7.245（t）
（5）地下水重
G5=G水①+G水②
2
=（1.4-2X0.4-0.4）2/0.4/2X1+（1.4-2X0.4-0.4）/0.4X0.4X1
=0.25（t）
（6）竖直方向合力
艺G=G+G+G+G+G=-0.575-1.15+3.85+7.245+0.25=9.62
3.抗滑安全系数
K=f艺G/艺E=0.4X9.62/2.9=1.33>1.15
所以，设计挡土墙满足抗滑稳定要求。
四、抗倾稳定验算（对迎水面趾脚求矩）
1•倾覆力矩
（1）墙后土压力力矩
M=M土①+M土②+M土③
=0.5X1.2X2X1.667+（2.5+0.5-2）X1.2x0.5+0.5X
M6=0.5x1X0.52x0.1667=0.020833（t-m）
（3）土重力矩
M=M土重①+M土重②+M土重③+M土重④
2
=22X0.4/2X1.8X1.433+（1.4-2X0.4）X2X1.8X2+（1.4-2X0.4-0.4）2/0.4/2X1X1.833+（1.4-2X0.4-0.4）/0.4X0.4X1X2.1
=6.895667（t-m）
（4）墙体自重力矩
M=M墙重①+M墙重②+M墙重③
=2.3X0.5X1.3X1.15+2.5X0.5X2.3X0.65+（1.4-0.4）X2.5/2X2.3X1.233
=7.13383（t-m）
（5）地下水重力矩
M9=M水重①+M水重②
=（1.4-2X0.4-0.4）2/0.4/2X1X1.833+（1.4-2X0.4-0.4）
/0.4X0.4X1X2.1
=0.511667（t-m）
（6）抗倾力矩
My=M5+M6+M7+M8+M9
=0.006944+0.020833+6.895667+7.13383+0.511667=14.568944（t-m）
3.抗倾安全系数
K0=MY/M0=14.568944/5.026=2.8985
五、地基应力验算
1.偏心距
e=B/2-（My-Mo）/艺G
=2.3/2-（14.568944-5.026）/9.62
=0.158
满足要求。
2.地基反力
erma>=2G/Bx（1+6e/B）
=9.62/2.3
x（1+6x0.158/2.3）
=5.907t/m
2
（Tmin=2G/Bx（1-6e/B）
=9.62/2.3x（1-6x0.158/2.3）
2
=2.458t/m2
3.地基允许承载力为16t/m2，在偏心荷载作用下许可承载力可提高20%，所以许可承载力为16x1.2=19.2t/m2>5.907,设计挡土墙满足要求。
4.此挡土墙没有严格限制变形的要求，地基最大反力与最小反力之比5.907/2.458=2.40比2略大，可以认为满足要求。
六、墙身强度验算
重力式挡土墙如墙身截面无突然变化，一般墙身强度均能满足要求，故不再计算
荷载名称
计算式
面积
竖直力（t）
水平力（t）
力臂
力矩（t-m）
向下
向上
向右
向左
顺时针
逆时针
水平土压力
①地下水位上三角形
0.5X地下水位土压力强度
X地下水深
1.200
1.667
2.000
②地下水位下矩形
地下水位土压力强度X地下
水高度
1.200
0.500
0.600
③地下水位下三角形
0.5x（基底土压力强度-地下水位土压力强度）X地下水高度
0.167
0.333
0.056
④左侧水平土压力
0.5X土壤浮容重X咼2x主动土压力系数
0.042
0.167
0.007
①右侧地下水压力
0.5X水容重X咼2
0.500
0.333
0.167
②左侧地下水压力
0.5X水容重X咼2
0.125
0.167
0.021
渗透压力
0.5X水位差X底板长
0.575
1.533
0.882
浮托力
基础深X底板长
1.150
1.150
1.323
土重
①地下水位上三角形
面积X土壤湿容重
0.800
1.440
1.433
2.064
②地下水位上矩形
面积X土壤湿容重
1.200
2.160
2.000
4.320
③地下水位下三角形
面积X土壤浮容重
0.050
0.050
1.833
0.092
④地下水位下矩形
面积X土壤浮容重
0.200
0.200
2.100
0.420
荷载名称
计算式
面积
竖直力（t）
水平力（t）
力臂
力矩（t-m）
向下
向上
向右
向左
顺时针
逆时针
墙体
自重
①底板
面积X护岸材料浮容重
1.150
1.495
1.150
1.719
②直墙
面积X护岸材料容重
1.250
2.875
0.650
1.869
③三角形
面积X护岸材料容重
1.250
2.875
1.233
3.546
地下水重
①三角形
面积X水容重
0.050
0.050
1.833
0.092
②右侧矩形
面积X水容重
0.200
0.200
2.100
0.420
合计
11.345
1.725
0.167
3.067
14.569
5.026
力
压
土
土①
土②
墙②
1
0
.4
墙③
泄水口
土④水②
土③
水①
■
墙①
力压水
-卡m一二
三三=（①一
浮托力
■LH.+.llH.lJtJ
渗透压力
（1.533-1.2）X（2.5+0.5-2）X0.333
=2.6558（t-m）
（2）墙后水压力力矩
M=0.5X1X（2.5-2+0.5）*2345X0.333
=0.1667（t-m）
（3）渗透压力力矩
M=-0.5X1X2.3X（2.5-2）X1.533=0.882（t-m）
（4）浮托力力矩
M=-0.5X1X2.3X1.15=1.323（t-m）
（5）倾覆力矩
M=M+M+M+M=2.6558+0.1667+0.882+1.323=5.026（t-m）
2.抗倾力矩
（1）墙前土压力力矩
M=0.5X1.0X0.52xKaX0.1667=0.006944（t-m）
（2）墙前水压力力矩
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