重力式挡土墙验算.docx

1、重力式挡土墙验算重力式挡土墙验算执行标准：水利 计算项目： 1-1剖面挡墙计算（水位降落） 计算时间：2014-05-28 21:42:26 星期三 - 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 7.500(m) 墙顶宽: 1.200(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.300 背坡倾斜坡度: 1:0.000 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.580(m) 墙趾台阶h1: 1.000(m) 墙趾台阶面坡坡度为: 1:0.000 墙踵台阶b3: 0.580(m) 墙踵台阶h3: 1.000(m) 墙底倾斜坡率: 0.000:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.500(kN/m3)（铁路路基支挡技术

2、规范砼取23，公路路基上取的24，这里取23.5应该可以） 圬工之间摩擦系数: 0.450 地基土摩擦系数: 0.450 墙身砌体容许压应力: 5400.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 850.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 430.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 430.000(kPa) 挡土墙类型: 浸水地区挡土墙 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: 20.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 25.000(kN/m3) 修正后地基承载力特征值: 500.000

3、(kPa) 地基承载力特征值提高系数: : 1.200 墙趾值提高系数 : 1.300 墙踵值提高系数: 1.000 平均值提高系数: 0.450 墙底摩擦系数 岩石地基 地基土类型: ) 度 地基土内摩擦角: 30.000(: 10.000(kN/m3) 墙后填土浮容重 : 1.000 地基浮力系数 库仑 土压力计算方法: : 坡线土柱 : 2 坡面线段数 换算土柱数竖向投影长(m) 水平投影长 折线序号 (m) 1 1.100 0.000 0 2 4.700 0.720 0 : 0.000(m) 坡面起始距离 ) 度地面横坡角度: 0.000( ) 度填土对横坡面的摩擦角: 30.000(

4、 : 0.000(m) 墙顶标高 : -2.000(m) 挡墙内侧常年水位标高 : -2.500(m) 挡墙外侧常年水位标高 = : 一般情况第 1 种情况 7.500(m)处的库仑主动土压力 土压力计算 计算高度为: 按实际墙背计算得到) 32.562(度第1破裂角： Zy=2.679(m) Ea=109.467(kN) Ex=104.400(kN) Ey=32.917(kN) 作用点高度 = 433.516 (kN) = 18.447(m2) 重量 墙身截面积) 相对于墙面坡上角点地下水作用力及合力作用点坐标 (kN) Xc(m) Yc(m) 分力 X分力(kN) Y: 125.00 -4

5、7.20 -1.89 -5.83 墙面坡侧 : -151.25 -26.10 1.49 -5.67 墙背坡侧 : -0.00 226.27 -0.34 -7.50 面底 墙 : 0.00 0.00 0.00 0.00 面顶 墙 滑动稳定性验算一) ( = 0.450 基底摩擦系数 滑移力= 130.650(kN) 抗滑力= 141.056(kN) 滑移验算满足: Kc = 1.080 1.050（）（砼重度取23，安全系数时不到1.05） (二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.473 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 3.730 (m) 相对于墙趾点，E

6、x的力臂 Zy = 2.679 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 1052.333(kN-m) 抗倾覆力矩= 1538.273(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 1.462 1.450 (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 =485.941(kN-m) 作用于墙趾下点的总弯矩 = 313.458(kN) 作用于基础底的总竖向力 基础底面宽度 B = 4.310 (m) 偏心距 e = 0.605(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.550(m) 基底压应力: 趾部=133.956 踵部=11.500(kPa) 最大应

7、力与最小应力之比 = 133.956 / 11.500 = 11.648 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.605 = 0.250*4.310 = 1.077(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=133.956 = 600.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=11.500 = 650.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=72.728 = 500.000(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 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m)

8、墙面坡侧: 125.00 -47.20 -1.89 -5.83 墙背坡侧: -151.25 -26.10 1.49 -5.67 验算截面以上，墙身截面积 = 18.447(m2) 重量 = 433.516 (kN) 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.473 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 3.730 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.679 (m) 容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 539.733(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=981.303(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.8

9、18(m) 截面宽度 B = 4.310 (m) 偏心距 e1 = 0.337(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.337 = 0.300*4.310 = 1.293(m) 截面上压应力: 面坡=183.956 背坡=66.500(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 183.956 = 5400.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -26.039 = 850.000(kPa) (六) 台顶截面强度验算 土压力计算 计算高度为 6.500(m)处的库仑主动土压力 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 32.436(度) Zy=2.321(m) 作用点高度 Ea=8

10、4.649(kN) Ex=80.732(kN) Ey=25.455(kN) 强度验算 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: 80.00 -24.00 -1.55 -5.17 墙背坡侧: -101.25 -0.00 1.20 -5.00 验算截面以上，墙身截面积 = 14.138(m2) 重量 = 332.231 (kN) 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.990 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 3.150 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.321 (m)

11、 容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 381.687(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=518.228(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.358(m) 截面宽度 B = 3.150 (m) 偏心距 e1 = 0.217(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.217 = 0.300*3.150 = 0.945(m) 截面上压应力: 面坡=171.316 背坡=71.025(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 171.316 = 5400.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -22.152 1.050 (二) 倾覆验

12、算 安全系数最不利为：组合1(一般情况) 抗倾覆力矩 = 1538.273(kN-M),倾覆力矩 = 1052.333(kN-m)。 倾覆验算满足: K0 = 1.462 1.450 (三) 地基验算 作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(一般情况) 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.605 = 0.250*4.310 = 1.077(m) 墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=133.956 = 600.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=11.500 = 650

13、.000(kPa) 地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况) 地基平均承载力验算满足: 压应力=72.728 = 500.000(kPa) (四) 基础验算 不做强度计算。 (五) 墙底截面强度验算 容许应力法: 截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.337 = 0.300*4.310 = 1.293(m) 压应力验算最不利为：组合1(一般情况) 压应力验算满足: 计算值= 183.956 = 5400.000(kPa) 拉应力验算最不利为：组合1(一般情况) 拉应力验算满足: 计算值= 0.000 = 430.000(kPa) 剪应力验算最不

14、利为：组合1(一般情况) 剪应力验算满足: 计算值= -26.039 = 850.000(kPa) (六) 台顶截面强度验算 容许应力法: 截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.217 = 0.300*3.150 = 0.945(m) 压应力验算最不利为：组合1(一般情况) = 171.316 = 5400.000(kPa) 计算值: 压应力验算满足 ) 一般情况 拉应力验算最不利为：组合1( = 0.000 = 430.000(kPa) 计算值 拉应力验算满足: ) 剪应力验算最不利为：组合1(一般情况 = -22.152 = 850.000(kP

15、a) 剪应力验算满足: 计算值 执行标准：水利重力式挡土墙验算 剖面）剖面下阶挡墙水位降落（施工图9-9计算项目： 9-9 2014-05-28 21:38:17 星期三计算时间：- : 原始条件 : 墙身尺寸 : 5.500(m) 墙身高 : 0.500(m) 墙顶宽 : 1:0.300 面坡倾斜坡度 : 1:0.300 背坡倾斜坡度 : 设防滑凸榫 BT1: 1.000(m) 防滑凸榫尺寸BT: 0.800(m) 防滑凸榫尺寸HT: 0.400(m) 防滑凸榫尺寸 : 1.000 防滑凸榫被动土压力修正系数 : 0.430(MPa) 防滑凸榫容许弯曲拉应力 : 0.850(MPa) 防滑凸

16、榫容许剪应力 物理参数: 圬工砌体容重: 23.500(kN/m3)（同上一计算） : 0.450 圬工之间摩擦系数 地基土摩擦系数: 0.450 墙身砌体容许压应力: 5400.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 850.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 430.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 430.000(kPa) 挡土墙类型: 浸水地区挡土墙 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: 20.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 25.000(kN/m3) 修正后地基承载

17、力特征值: 500.000(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: 0.450 地基土类型: 岩石地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 墙后填土浮容重: 10.000(kN/m3) 地基浮力系数: 1.000 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 1 21.800 0.000 2 第1个: 距离1.800(m),宽度20.000(m),高度7.000(m) 第2个: 距离4.000(m),宽度20.000(m),

18、高度2.000(m) 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 0.000(度) 填土对横坡面的摩擦角: 30.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙内侧常年水位标高: -2.000(m) 挡墙外侧常年水位标高: -2.500(m) = 第 1 种情况: 一般情况 土压力计算 计算高度为 5.500(m)处的库仑主动土压力 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 33.372(度) Ea=290.162(kN) Ex=239.990(kN) Ey=163.092(kN) 作用点高度 Zy=1.793(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在 墙身截

19、面积 = 12.145(m2) 重量 = 285.408 (kN) 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: 45.00 -13.50 -1.35 -4.50 墙背坡侧: -61.25 -18.38 1.80 -4.33 : -0.00 123.50 0.30 -5.50 面 底 墙 墙 顶 面: 0.00 0.00 0.00 0.00 (一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.450 采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基础底面宽度 B = 3.800 (m) 墙身重力的力臂 Zw = 1.887 (

20、m) Ey的力臂 Zx = 3.262 (m) Ex的力臂 Zy = 1.793 (m) 作用于基础底的总竖向力 = 356.875(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=440.617(kN-m) 基础底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 1.235(m) 基础底压应力: 墙趾=192.699 凸榫前沿=140.674 墙踵=0.000(kPa) 凸榫前沿被动土压应力=500.060(kPa) 凸榫抗弯强度验算: 凸榫抗弯强度验算满足: 弯曲拉应力 = 375.045 = 430.000(kPa) 凸榫抗剪强度验算: 凸榫抗剪强度验算满足: 剪应力 = 250.030 1.050 (二) 倾覆

21、稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 1.887 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 3.262 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 1.793 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 742.376(kN-m) 抗倾覆力矩= 1182.993(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 1.594 1.450 (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 作用于基础底的总竖向力 = 356.875(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=440.617(kN-m) 基础底面宽度 B = 3.800 (m) 偏心距 e = 0.665(m)

22、 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.235(m) 基底压应力: 趾部=192.699 踵部=0.000(kPa) 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.665 = 0.250*3.800 = 0.950(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=192.699 = 600.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 = 650.000(kPa) =93.915 = 500.000(kPa) 压应力: 地基平均承载力验算满足 (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 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点)

23、 X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: 45.00 -13.50 -1.35 -4.50 墙背坡侧: -61.25 -18.38 1.80 -4.33 验算截面以上，墙身截面积 = 11.825(m2) 重量 = 277.888 (kN) 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.900 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 3.262 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 1.793 (m) 容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 472.855(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=670.756(kN-m)

24、 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.419(m) 截面宽度 B = 3.800 (m) 偏心距 e1 = 0.481(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.481 = 0.300*3.800 = 1.140(m) 截面上压应力: 面坡=219.035 背坡=29.836(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 219.035 = 5400.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= 11.435 1.050 (二) 倾覆验算 安全系数最不利为：组合1(一般情况) 抗倾覆力矩 = 1182.993(kN-M),倾覆力矩 = 742.376(kN-m)。 倾覆验

25、算满足: K0 = 1.594 1.450 (三) 地基验算 ) 一般情况1(作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.665 = 0.250*3.800 = 0.950(m) 墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=192.699 = 600.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=0.000 = 650.000(kPa) 地基平均承载力验算最不利为：组合1(一般情况) 地基平均承载力验算满足: 压应力=93.915 = 500.000(kPa) (四) 基础验算 不做强度计算。 (五) 墙底截面强度验算 容许应力法: 截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.481 = 0.300*3.800 = 1.140(m) 压应力验算最不利为：组合1(一般情况) 压应力验算满足: 计算值= 219.035 = 5400.000(kPa) 拉应力验算最不利为：组合1(一般情况) 拉应力验算满足: 计算值= 0.000 = 430.000(kPa) 剪应力验算最不利为：组合1(一般情况) 剪应力验算满足: 计算值= 11.435 = 850.000(kPa)