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1、 重力式挡土墙设计目的本课程设计任务是路基工程重要内容，通过系统地完成挡土墙的课程设计掌握工程设计的基本方法、步骤，巩固和深化所学知识，为进一步掌握本课程打下基础。一、 涉及内容（一）题目：重力式挡土墙设计（二）设计资料：某新建公路 K2+310 K2+420 路段拟采用浆砌片石重力式路肩墙，具体设计资料列于下：1、 路线技术标准：一般三级公路，设计速度 40Km/h;路基宽 8.5m;2、 横断面原地面实测值及路基设计标高如表 1 所示；表 1 实测横断面左侧 桩号 右侧 中桩标高 路基设计标高-0.8、 -1.08 6K2+310 1.6.、 2.06 6623.45 630.57-1.0
2、、 -1.68 6K2+330 1.8、 1.66 8624.08 630.62-1、 -2.08 6K2+350 0.4、 0.84 10624.62 630.68-1.0、 -0.810 4K2+370 0.8、 1.06 8624.51 630.73 -1.0、 -2.08 6K2+390 1.0、 1.25 9624.30 630.79-1.0、 -1.27 7K2+400 1.4、 06 8625.08 630.85-0.4、 -1.28 6K2+420 0.4 、0.22 12625.03 630.913、 K2+370 挡土墙横断面布置及挡土墙形式如图 1 所示（参考） ；4、
3、填料为砂性土，其密度 =18KN/m，计算内摩擦角 =35，填料 与墙背间的摩擦角 = /2；5、 地基为密实的砂砾石地基，其容许承载力 =450Kpa，基底摩擦系数 =0.456、 墙身材料采用 5 号片石，砌体密度 =22 KN/m，砌体容许压应力=600 Kpa，容许剪应力 =100 Kpa；二、 具体要求：挡土墙设计包括挡土墙的平面、立面、横断面设计，其中挡土墙横断面设计以 K2+370 横断面为例。大致步骤如下：1、 挡土墙平面、立面布置；2、 挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸；3、 计算主动土压力；4、 验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性；5、 验算基底应力及偏心距；6、 挡土墙的伸缩缝
4、与沉降缝，以及排水设计；7、 绘制挡土墙立面、横断面；8、 编制设计说明书。 三、 设计完成后应提交的文件：1、 挡土墙平面、立面与横断面图；2、 设计计算说明书；3、 写出设计小结。五、要求文字整洁，全部完成设计图表后，应按一定顺序装订成册，所有图表格式应符合工程设计要求；学生应独立完成设计，发挥独立思考能力，主动查找有关资料。四、 主要参考资料1、 俞高明，金仲秋编著.公路工程.北京：人民交通出版社出版.2005 年 10 月。2、 姚祖康编著.道路路基和路面工程.上海：同济大学出版社.1994 年 7 月。3、 夏连学，赵卫平编著.路基路面工程.北京：人民交通出版社出版.1997 年 9
5、 月。4、 邓学钧主编.路基路面工程. 北京：人民交通出版社出版.2002 年 2 月。5、 中华人民共和国行业标准公路工程技术标准 （JTG B01-2003） ，北京：人民交通出版社出版.6、 中华人民共和国行业标准公路路基设计规范 （JTG D30-2004） ，北京：人民交通出版社出版.(执笔：郑丹燕) 设 计方案一 拟定挡土墙尺寸如图所示 1.坏棱体长度 L,由设计资料知 =35= /2；=11.30993247 滑动面与水平面的夹角为 ，设 = + + 因为墙顶水平，所以由公式ctg=-tg()+ 代入数据后ctgtg得 ctg=0.028755709 即 =88.35287314
6、 ，由公式 L=H(tg+ctg)可计算得 L=2.058711381m（因为 H=9m） 。2.求挡土墙的计算长度 B,由设计资料知该路是一般三级公路，计算荷载为汽车20，挂100。本设计取挡土墙的分段长度为 15m， 公路桥涵通用设计规范 （JTG D60-2004）规定挡土墙的计算长度按公式 B=13+Htg30 但不超过挡土墙得分段长度，经计算取计算长度 B=15m，则破裂面宽度方向上可布置一列车的半轴重，在分段长度方向上只能布置一辆重车，如图所示：G=（60+120+120）/2=150KN 换算成等代均布土层厚度 h =G/BL =0.269857m。 e03.求主动土压力 A由公
7、式 = H(H+2h )K /2，由课本ea土质学与土力学 P153 表 7-2 查值内插求得 K =0.334,则把有关数据带入上a式得 =258.0874226KN, 因为 A 与水平面间的夹角 = +=17.5+11.30993247=28.80993247, A = cos=226.1421751KN, = sin=124.3737687KN。x Ay4.挡土墙抗滑验算挡土墙自重 G=22（0.82.6）9/2=336.6 KN 则抗滑稳定系数 K =(G+ )/ 代入数据得cAyxK =0.917291.3,所以该挡土墙稳定性cAyxc满足要求。1.验算抗倾覆能力由公式 K =M /
8、M 计算要求抗倾覆系数 K 1.5（主要荷载组合）0yx0M =0.50.991220.92/31.1922(0.9+1.1/2)y +0.53.15922(23.15/3)213.4843899(5.15 1.092)=2186.732154KNmM =285.54360423.121697223=891.3806763 KNm 所以xK =2186.732154/891.3806763=2.4531967221.5 即该挡土墙的抗倾覆能力满0足要求。1.验算基底应力求图的形心位置，对 y 轴求面积矩 SF 0.92/3SF(0.9+1.1/2)1SF (2+3.15/3)=Sx 解得 x=
9、2.134m 则基底合力的发向分力对 0 点的力2臂 Z =（M M ）/N=Gx+ (5.15C )nyxAyy C /( G+ )，代入数据得 Z =1.556895848m 则偏心距AxAne=|B/2Z |=5.15/2 1.557=1.018mnB/6=5.15/6=0.8583B/6 情况下应力重分布基底最大压应力 =2 maxN/3Z =4N/3（B2e）=356.341Kpa，也满足 B/6，该截面出yn现拉应力 ， =（536.60475+180.7066）(16e/B)/4.813=13.4389Kpall小于容许拉应力 =80Kpa，该截面强度符合要求。因为 eB/6，压
10、应力重l分布，则该截面最大压应力为 =2（G+ ）/3Z =312.0644523Kpa,该Ayn截面的剪应力 = （G+ ）f/B=-1Ax9.3959Kpa=100Kpa，(取摩擦系数 f=0.4)各项应力均符合要求。 课程设计小结1、 根据设计资料确定路面和原地面的高差，并考虑挡土墙有一定的埋置深度。初步拟定路肩挡土墙的断面尺寸，即顶宽为 0.8 米，底宽为 2.6 米墙背采用 1：0.2 的坡度，墙面竖直 ，经计算该挡土墙的抗滑稳定性不足，K =0.917。c2、 重新设计挡土墙的断面尺寸顶宽为 1 米，底宽为 4.6 米墙背采用1：0.3 的坡度，墙面采用 1：0.1 的坡度，进一步增大挡土墙的自重，经计算抗滑稳定性抗滑稳定性系数 K =1.26 仍达不到要求的 1.3，c还需重新设计断面。3、 断面顶宽设为 1.1 米，墙背坡度为 1：0.35，墙面坡度仍为1：0.1，底宽为 5.15 米，经计算抗滑和抗稳定性满足要求，但基底一侧会出现拉应力，为改善基底受力情况，采取展宽基底的措施，使基底宽度达到 6.15.经过验算，各项指标要求。通过对课程设计，亲自查阅了大量相关资料，使我对该课程有了更进一步的理解，对挡土墙功能和设计过程有了具体认识。对今后的工作具有一定的指导作用。
