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1、路基与路面工程课程设计任务书题目 :重力式挡土墙设计（一）初始条件：（1）浆砌片石重力式仰斜路堤墙，墙顶填土边坡1:1.5 ，墙身纵向分段长度为10m；路基宽度 26m，路肩宽度3.0m；（2）基底倾斜角0 ： tan0 0.190 ，取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m；（3）设计车辆荷载标准值按公路I 级汽车荷载采用，即相当于汽车超 20 级、挂车120（验算荷载） ；（4）墙后填料砂性土容重=18 kN / m 3 , 填料与墙背的外摩擦角=0.5；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数 =0.30 ，地基容许承载力 0 =250 kPa ；（ 5）墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，圬工容
2、重k =22 kN / m3 ，容许压应力a 600 kP ，容许剪应力 j 100 kPa ，容许拉应力 L 60 kP；aa墙后砂性土填料的内摩擦角：34墙面与墙背平行，墙背仰斜坡度（1: n ）： 1:0.25墙高 H： 7m墙顶填土高 a ： 3.0m（二）要求完成的主要任务：按公路路基设计规范 （ JTG D30 2004）“5.4 挡土墙”一节，采用极限状态设计法进行设计：（ 1）车辆荷载换算；（ 2）计算墙后主动土压力 Ea 及其作用点位置；（ 3）设计挡土墙截面，墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性验算及抗倾覆稳定性验算；（ 4）基础稳定性验算与地基承载力验算
3、；（ 5）挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。重力式挡土墙设计1 设计参数挡土墙墙高 H=7m，取基础埋置深度 D=1.5m，挡土墙纵向分段长度取 L=10m；路基宽度 26m，路肩宽度 3.0m；墙面与墙背平行， 墙背仰斜，仰斜坡度 1:0.25 ，=14.03 ，墙底（基底）倾斜度 tan0 =0.190 ，倾斜角0 =10.76 ；墙顶填土高度 a =3.0m，填土边坡坡度 1:1.5 ，=arctan （1.5 ） 1 =33.69 ，汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m墙后填土砂性土内摩擦角=34 ，填土与墙背外摩擦角=/2= 17 ，填3土容重=18kN/m ；粘性土地基与浆砌片石基底
4、的摩擦系数 =0.30 ；墙身采用 2.5 号砂浆砌 25 号片石，墙身砌体容重k =22kN/m3 , 砌体容许压 应力 a =600kPa, 砌体 容 许剪 应力 =100kPa, 砌 体容 许拉 应力wl =60kPa；地基容许承载力 0 =250kPa。2 车辆荷载换算q140.78mh0183 主动土压力计算3.1计算破裂角ab2h0 (bd)H ( H2a2h0 ) tanA(Ha)( H a2h0 )34.5 20.78( 4.50.5)7(723 2 0.78) tan( 14.03 )(73)(7320.78)0.43414.031736.97tantan(cottan)(t
5、an A)tan 36.97(cot 34tan 36.97 )(tan 36.97 0.4)0.8640.69墙底到路肩的水平距离为3.75m，路肩宽 3m，墙底至破裂面与路基交点距离为 (72.5)0.868.17m，3+3.75=6.758.17破裂面交于荷载内进行计算直线形仰斜墙背，且墙背倾角较小，不会出现第二破裂面。3.2计算主动土压力Ea 及其作用点位置计算主动土压力Eah2d0.50.82mtantan0.86 0.25h3ba tan4.530.86tantan0.863.1m0.25K acos()tan）sin(（ tan)cos(40 .734 )tan 40.7 tan
6、( 14.03 )sin( 40.736.97 )0.16h1Hh2h370.823.13.18mK1 12a (1h3 )2h0h1H2 HH 212 3(13.1 )2 0.78 3.18727491.29Ea1H 2 K a K 1118 49 0.16 1.292291.02 kN mExEa cos()91.02cos(1714.03 )90.9 kN mE yEa sin()91.02sin(1714.03 )4.72 kN m计算主动土压力的合力作用点位置Z xHa(Hh3 ) 2h0h1 (3h12H )33H2K173(73.1)20.783.18(33.1827)33491
7、.292.55mB b1b1 tantan 01.71.7tan(14 .03)0.1901.61mZ y B Z x tan1.61 2.55 0.25 2.25m墙底（基底）倾斜，需把求得的Z x、Z y修正为Z x1、Z y1, 即：Z x1Z x b1 tan 0 ， Z y1 b1 Z x1 tan（见“附录”的图）Zx1Z xb1 tan 02.551.70.190 2.18mZy1b1Z x1 tan1.72.18tan( 14.03 ) 2.24m3.3被动土压力墙前的被动土压力忽略不计。偏于安全。4 挡土墙计算只对荷载组合 II进行计算。4.1拟定挡土墙顶宽经试算，取挡土墙顶
8、宽为b1 =1.6m4.2抗滑动稳定性验算墙身体积计算：V1b1 ( Hb1 tan0 )1.6(71.60.190)10.71m 3220.190 0.24m 3V2 0.5b1 tan 0 0.5 1.6VV1V210.710.2410.95m 3墙身自重计算 :G1 V1 k10.7122235.62 kN ， G2 V2 k0.24225.28kN ，GG1G 2235 .625.28240.9kN抗滑稳定性验算：1.1GQ 1 ( E yEx tan 0 )(1.1GQ1 E y ) tan 0Q1 Ex1.1240.91.4(4.7290.90.190)0.3(1.1240.91.
9、404.72)0.1901.4090.913.080墙身自重力臂计算：Z G 10.5( Hb1 tan0 ) nb1 0.571.60.1900.251.61.65ZG 2 1/ 2 1 / 3(1/ 2 tan tan 0 )b10.51(0.5 0.047) 1.6 1.093(G1Z G1 G2 ZG2 )235.62 1.65 5.28 1.09ZG1.63G240.9NG1G 2E y240.94.72245.62 kN抗滑稳定系数 :K C NE x tan0 245.6290.9 0.190 0.31.3ExN tan90.91.70245.62 0.190满足要求4.3抗倾覆稳定性验算0.8GZ GQ1 (E y Zy1Ex Z x1 )0.8240.91.631.4(4.722.2590.92.55)4.50抗倾覆稳定系数 :G1ZG1G2ZG2E y Z y1K 0Ex Z x1235.621.655.281.094.722.2490.92.182.041.5满足要求4.4基底合力偏心距验算N 至墙趾 A 的距离G1ZG1G2 ZG2E y Z y1E x Z x1Z NN235 .621.655.281.094.722.2490.92.18245.62
