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1、1.1 挡土墙设计1.1.1 挡土墙的类型挡土墙具有阻挡墙后土体坍滑， 保护与收缩边坡等功能。 在路基工程中， 挡 土墙常用来防止路基填土或挖方坡体变形失稳， 克服地形限制或地物干扰， 减少 土方量或拆迁和占地面积， 避免填方侵占河床和水流冲淘岸坡， 整治滑坡等病害。按照墙的设置位置，路基挡土墙可分为路肩墙、路堤墙和路堑墙等。挡土墙按结构形式与特点的不同可划分为重力式、 薄壁式、锚固式、 垛式和 加筋土式等。重力式挡土墙验算现拟定采用俯斜衡重式路堤墙。墙高H=15.9m,上墙出=6.4口，墙背俯斜1:0.33 ( , = 18o15),衡重台宽 d=1.0m,下墙 H2=9.5m，墙背仰斜 1
2、:0.25 ( 2 = 14O02 ) $ 0.5m墙面坡度1:0.05,墙身分段长度按沉降伸缩缝的要求进行。取此处挡土墙为例，验算拟定尺寸是否满足强度、稳定性等要求。山坡基础为砂、页岩，查得摩阻系数 f 0.6 ，地基容许承载力 0 800kPa 填土边坡为1: m = 1: 1.5,路基宽度为12米。墙背填料为就地开挖砾石土，容 重为 =18.6KN/m3，内摩阻角35。墙体用50号砂浆砌片石，容重为=22.5KN /m3，容许压应力a 600kPa ,容许剪应力j 500kPa ,外摩阻角S=/2=17.5 .稳定系数：滑动稳定系数 Kc=1.3,Ko=1.5. 。计算图示见图 4图7.
3、2衡重式挡土墙计算图示、上墙土压力计算设计荷载采用公路U级，采用双车道布置，选取分段长度L=12m ,车辆荷载换算等代土层高度为h0_G200 4boL18.6 5.5 120.651，分布宽度取5.5m。同理，验算荷载用挂车车辆荷载换算等代土层咼度为ho = 0.75m,分布宽度为5.5 m 。1、计算破裂角，判断是否出现第二破裂面假象墙背倾角为:tan 1HJan ,diH16.4 0.33 1.06.40.5681 29 30假设破裂面交于荷载内，按道路工程中表 5 - 28第一类公式:i 145/24535 /227.5tan 10.521验算破裂面位置：第一破裂面距墙顶内缘：Hdta
4、n i tan J b0 5.5m,破裂面交于荷载而11，故外，与假设不相符，需要另外采用公式。由于破裂面交于荷载外 出现第二破裂面。2、计算第二破裂面上的主动土压力K1COS( i ) sin( i i5 (tan i tan J 0.6042hh2H122 0.75 3.81.146.42主动土压力:E112E1 sin( iH1KK118.6 6.420.604262.29 sin (27.5E1XE1 cos( i262.29 cos(27.51.1435 )262.29kN232.65kN35 )121.11kN对上墙的力臂:Z1xnH2 b2d1乙Ytan i)Z1Y0.05 9.
5、5 3.43 1 2.35 0.25 4.33mH1 h0h2(4H1 3h2)23 3H1 K16.40.75 3.8(4 6.4 3 3.8)33 6.42 1.142.35m3，上墙实际墙背上的土压力E；:E1XE1X 121.11kN1yE1X tan 1121.11 0.3339.97kN对上墙O1的力臂：1Z1xH12.13m1x 31、下墙土压力计算采用力多边形法(1)对于汽车设计荷载求破裂角2假设破裂角交于荷载外，贝U：tan 2 tantan )(tanBoRsi n( i)A A sin cos0.66923517.514.0338.47ta n3 =0.794A1尹2 H
6、1)2126.41B1尹2(出2H1)tan 2-H212tann 1 l0 d H1 (tan 1 tan 1) h0 12,20R1E1X121.11263.28cos(1)cos(3527.5 )2 33.80验算破裂面位置5.5mH tan 2 H2 tan 2 H,tan ,15.9 0.699 9.5 0.256.4 0.64212.54 b0破裂面交于荷载之外，与原假定相符，故采用公式正确。计算土压力E2cos( 2sin( 21)2(Atan 2 Bo) R1sin( 2)sin( 2)0.3620.10918.6(126.410.642 12.20)263.280.9520.
7、9522XE2 cos(22)458.99 cos(14.0317.5 )2yE2 sin(22)458.99 sin( 14.0317.5 )H2U01dH1(tan 1tan JE458.99kNE458.15kN /mE27.78kN /m(H1 H2) tan 2 H2 tan 2 H1 tan 12.77(m)2X32H 2 3H 1 H 2 3hohi(2H 1 hi)3 H 2 (H 2 2H i)2hohi329.539.56.430.755.54(29.55.54 )三、墙身截面计算3 9.5(9.526.4)20.755.54Z2y B Z2X tan 23 5.62 0.
8、254.41m0.74 .m经试算后，取墙顶宽b1 1 m,则上墙底宽b2 3.43m，下墙底宽B= 1.54m o1,墙身自重及对墙趾的力臂每延米上墙重及对墙趾力臂1W12 kH1(b1 6)Zw1 n H2 直b| b21-22.5 6.4 4.432b22 (2b1b2) n*318.96kN/m3( bib2)1.82m每延米下墙及对墙趾的力臂ZW212B2 B(b2 d1) (b2 d1)2K H 2 ( d1 b2 B)22.52(b29.5 (1 3.43d1)B1.54)638.04kN /m3( B b2 djnH21.04m第二破裂面与墙背之间的土重及力臂对于汽车设计荷载d
9、2 H 1(ta n 1 tan1W3- H1(d1d2)21)26.418.6(0.6426.4 (10.521)0.77m0.77)105.35kN /m其中，对墙趾的力臂:ZW3 n(H1 H 2) bi H1tan0.05 15.9 1 6.4 0.33 垃2d1(2d2 dJHJa n 13(d2 dj1 0.77 12 (2 0.77 1)6.4 0.333 1.77d22d1d20.795 1 1.98 0.573.21miv 土楔上的荷载重及力臂对于设计荷载汽一20hbLhd280018.618.6Z w4n(H1H2)0.65112 5.50.651 0.779.32kN/m
10、1b1-d20.05 15.9 120.7712.18m2稳定性及强度计算1、汽车设计荷载1)抗滑稳定性验算/(W1 W2K cW3W4E1Y E2Y ) fE1XE2X318.96 638.04 105.359.32 232.6527.28121.11458.150.61.381.3满足抗滑稳定性要求。2 )抗倾覆稳定性验算E2YZ2YW1 Zw1 W2ZW2 W3ZW3 W4ZW4 E1YZ1YK0E1X (Z1X H 2) E 2X Z2X318.96 1.82 638.04 1.04105.35 3.219.32 2.18 232.65 4.33 27.78 4.41121.11 (2
11、.35 9.5) 458.15 0.741.541.5满足抗倾覆稳定性要求。3)偏心距及基底应力验算ZnMy(W由道路工程表5B3e Zn 22因此基地应力按偏心荷MxEYT33知,1.192732.44 177431 1.19798.76当地基为石质较差 的砂页互岩地基时，e01.2 ,即:B0.31m 1.2( 0.6m)6载作用下应力计算：maxA W798.763 0.56、(1 )3 3415.36kPa0 800kPa满足要求。截面应力验算已知作用于上墙墙后土体第二破裂面上的土压力Ei及水平分力Eix，上墙实际墙背上的土压力E；为:E1XE1X 121.11kNE1yE1X tan
12、 1 121.11 0.33 39.97kN对上墙。1的力臂:Z1x1-H12.13m3选上墙墙底水平截面验算:Z1Yb? Z1 x ta n 14.5 2.13 0.33 3.79meib?Znb2W1 (ZW1nH2)E1YZ1XE1X Z1YW1E1Y0.96m 0.3b2( 1.03m)0.75盲(0.43m)maxminW1E1Yb2(1雯）318.96 39.973.43(16 0.96、3.43)280.36 a ( 600kPa)71.161 ( 60kPa)Ex 121.11b23.4335.31kPaj ( 500kPa)2、对于验算挂车荷载按上述相同的方法与步骤，以挂车验算荷载计算。结果如下:E1 =340.65kN;E2=1008.31kN;Kc=1.491.3;K0=1.721.5;Be 0.46m( 0.5m)61780.25kPa0 ( 800kPa)上墙墙底面：ei 1.06m 0.3b2 ( 1.35m)max302.64misn 58.381 36.47 (a ( 600kPa) l ( 60kPa) 500kPa)综上可知该截面衡重式挡土墙对于设计荷载公路U级均满足各项强度指标, 所选截面尺寸符合各项要求。
