仰斜式重力式挡土墙计算实例.docx

1、仰斜式重力式挡土墙计算实例重力式挡土墙验算执行标准：公路计算项目： 重力式挡土墙 9计算时间： 2016-04-11 12:31:57 星期一-原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 8.000(m) 墙顶宽: 1.600(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:-0.250 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.600(m) 墙趾台阶h1: 0.800(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: 0.500 砌体种类: 片石砌体 砂浆标号: 7.5

2、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: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 24.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 300.000(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: 0.400 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 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(

3、m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 0.500 0.000 0 2 6.500 0.000 1 第1个: 距离0.000(m),宽度6.500(m),高度0.658(m) 2004路基规范挡土墙车辆荷载 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 = 1.000 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

4、 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 8.419(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 36.096(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 36.312(度) Ea=123.294 Ex=123.069 Ey=7.449(kN) 作用点高度 Zy=2.913(m) 墙身截面积 = 13.741(m2) 重量 = 316.042 kN(一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.400 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 = 309.905(kN) En = 31.440(kN)

5、Wt = 61.981(kN) Et = 119.218(kN) 滑移力= 57.237(kN) 抗滑力= 136.538(kN) 滑移验算满足: Kc = 2.385 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 99.834(kN) 0.0 地基土摩擦系数 = 0.500 地基土层水平向: 滑移力= 123.069(kN) 抗滑力= 167.013(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.357 1.300(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.298 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 2.824 (m) 相对于墙趾

6、点，Ex的力臂 Zy = 2.494 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 306.977(kN-m) 抗倾覆力矩= 747.188(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 2.434 1.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 294.981(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 = 341.345(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=440.212(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.137 (m) 偏心距 e = -0.221(m) 基础底面合

7、力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.290(m) 基底压应力: 趾部=60.491 踵部=259.011(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 259.011 / 60.491 = 4.282 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.221 = 0.167*2.137 = 0.356(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=60.491 = 360.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=259.011 = 390.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=159.751 = 300.000(kPa)(四) 基础强度验算 基础为天然地基，不作强度验算(五)

8、墙底截面强度验算 验算截面以上，墙身截面积 = 13.280(m2) 重量 = 305.440 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.328 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 2.824 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.494 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 312.889(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=425.033(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 = 2.200 (m) 偏心距 e1 = -0.258(m) 截面上偏心距验算满足: e1

9、= -0.258 = 0.250*2.200 = 0.550(m) 截面上压应力: 面坡=41.989 背坡=242.455(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 242.455 = 1000.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -0.949 = 90.000(kPa)极限状态法: 重要性系数?0 = 1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 312.889(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.858 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.200(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鉬 = 2.310

10、偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮 = 0.929 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 312.889 = 1307.347(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 312.889 = 1215.156(kN)(六) 台顶截面强度验算 土压力计算 计算高度为 7.200(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 36.096(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 36.384(度) Ea=91.716 Ex=91.548 Ey=5.541(kN) 作用点高度 Zy=2.493(m) 墙身截面积 = 11.520(m2) 重量 = 264.960 kN 强度验算 验算截

11、面以上，墙身截面积 = 11.520(m2) 重量 = 264.960 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.700 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 2.223 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.493 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 270.501(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=234.523(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.867(m) 截面宽度 B = 1.600 (m) 偏心距 e1 = -0.067(m) 截面上偏心距验算满足: e1= -0.067 = 0

12、.250*1.600 = 0.400(m) 截面上压应力: 面坡=126.591 背坡=211.536(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 211.536 = 1000.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -10.408 = 90.000(kPa)极限状态法: 重要性系数?0 = 1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 270.501(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.979 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.600(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鉬 = 2.310 偏心受压构件在弯曲平

13、面内的纵向弯曲系数豮 = 0.900 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 270.501 = 1085.391(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 270.501 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 99.834(kN) 0.0 地基土摩擦系数 = 0.500 地基土层水平向: 滑移力= 123.069(kN) 抗滑力= 167.013(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.357 1.300(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.298 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 2.824 (m)

14、相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 2.494 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 306.977(kN-m) 抗倾覆力矩= 747.188(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 2.434 1.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 294.981(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 = 341.345(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=440.212(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.137 (m) 偏心距 e = -0.221(m)

15、基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.290(m) 基底压应力: 趾部=60.491 踵部=259.011(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 259.011 / 60.491 = 4.282 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.221 = 0.167*2.137 = 0.356(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=60.491 = 360.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=259.011 = 390.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=159.751 = 300.000(kPa)(四) 基础强度验算 基础为天然地基，不作强度验

16、算(五) 墙底截面强度验算 验算截面以上，墙身截面积 = 13.280(m2) 重量 = 305.440 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.328 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 2.824 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.494 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 312.889(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=425.033(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 = 2.200 (m) 偏心距 e1 = -0.258(m) 截面上偏心距验算满

17、足: e1= -0.258 = 0.250*2.200 = 0.550(m) 截面上压应力: 面坡=41.989 背坡=242.455(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 242.455 = 1000.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -0.949 = 90.000(kPa)极限状态法: 重要性系数?0 = 1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 312.889(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.858 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.200(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鉬 = 2

18、.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮 = 0.929 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 312.889 = 1307.347(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 312.889 = 1215.156(kN)(六) 台顶截面强度验算 土压力计算 计算高度为 7.200(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 36.096(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 36.384(度) Ea=91.716 Ex=91.548 Ey=5.541(kN) 作用点高度 Zy=2.493(m) 墙身截面积 = 11.520(m2) 重量 = 264.960 kN 强度验

19、算 验算截面以上，墙身截面积 = 11.520(m2) 重量 = 264.960 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.700 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 2.223 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.493 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 270.501(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=234.523(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.867(m) 截面宽度 B = 1.600 (m) 偏心距 e1 = -0.067(m) 截面上偏心距验算满足: e1= -0.06

20、7 = 0.250*1.600 = 0.400(m) 截面上压应力: 面坡=126.591 背坡=211.536(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 211.536 = 1000.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -10.408 = 90.000(kPa)极限状态法: 重要性系数?0 = 1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 270.501(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.979 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.600(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鉬 = 2.310 偏心受压构

21、件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮 = 0.900 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 270.501 = 1085.391(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 270.501 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 99.834(kN) 0.0 地基土摩擦系数 = 0.500 地基土层水平向: 滑移力= 123.069(kN) 抗滑力= 167.013(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.357 1.300(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 2.298 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 2.824

22、 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 2.494 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 306.977(kN-m) 抗倾覆力矩= 747.188(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 2.434 1.500 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 294.981(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 = 341.345(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=440.212(kN-m) 基础底面宽度 B = 2.137 (m) 偏心距 e = -0.22

23、1(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 1.290(m) 基底压应力: 趾部=60.491 踵部=259.011(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 259.011 / 60.491 = 4.282 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.221 = 0.167*2.137 = 0.356(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=60.491 = 360.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=259.011 = 390.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=159.751 = 300.000(kPa)(四) 基础强度验算 基础为天然地基，

24、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 = 13.280(m2) 重量 = 305.440 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 2.328 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 2.824 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.494 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 312.889(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=425.033(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 = 2.200 (m) 偏心距 e1 = -0.258(m) 截面上偏心距验算满足: e1= -0.258 = 0.250*2.200 = 0.550(m) 截面上压应力: 面坡=41.989 背坡=242.455(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 242.455 = 1000.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= -0.949 = 90.000(kPa)极限状态法: 重要性系数?0 = 1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 312.889(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.858 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 2.200(m2) 材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa) 圬工构件或材料的