重力式挡土墙设计

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1、道路工程课程设计设计资料某二级公路，路宽8.5m，拟设计一段路堤挡土墙。（1）墙身构造：拟采用浆砌片石重力式挡土墙，如右图,墙高H=9m，填土高a=2m，填土边坡=20，墙背倾角=15，墙身分段长度10m，初拟墙顶宽b1=0.94，墙底宽B=3.19m。（2）车辆荷载：计算荷载，汽车—20级,车重300kN；验算荷载挂车—100,车重540kN。（3）填料：砂土湿密度ρ=18kN/m3,计算内摩擦角=35，填料与墙背的摩擦角δ=φ/2。（4）地基情况：中密砾石土，容许承载力[σ]=500kPa,基底摩擦系数f=0.5（5）

2、墙身材料：5号水泥砂浆砌片石，砌体毛体积密度ρa=22kN/m3，容许压应力[σa]=1250kPa，容许切应力[τ]=175kP。一、荷载的计算1.车辆荷载换算破裂棱体宽度计算：假设破坏面交与荷载内<90不计车辆荷载时的破坏面棱体宽度L：a=2m、b=5.5m、h=0、d=0.5、H=9mB==2*5.5+9*(9+2*2)15=42.3A==(9+2)*(9+2)=12142.3/121==0.74=36.6=(9+2)*0.74+9*0.27-5.5=5.07m汽车荷载：求纵向分布长度B小于挡土墙分段长度，取计算长度

3、B=9.1m。计算等代均布土层厚度可以放两辆车验算荷载挂车—100，0.8m2.土压力计算B==2*5.5+2*0.72*（5.5+0.5）+9*(9+2*2+2*0.72)15=54.5A==(9+2)*(9+2+2*0.72)=136.8454.5/136.84==0.83=39.8破裂棱体宽度=(9+2)*0.83+9*0.27-5.5=6.06荷载外侧距露肩边缘长度：0.5+1.8*2+1.3=5.4破裂面在荷载外验算荷载B==2*5.5+2*0.8*5.5+9*(9+2*2+2*0.8)15=55A==(9+2)

4、*(9+2+2*0.8)=138.655/138.6==0.83与汽车荷载相同结果，所以可以直接由汽车荷载确定断面尺寸二、稳定性验算一般情况下，挡土墙的抗倾覆稳定性比较容易满足，墙身断面尺寸主要由抗滑稳定性和基底承载力控制。故选择基底倾斜1：5（11.1）1)计算墙身W及力臂ZW(取墙长1m计)，墙身W及力臂ZW计算图示如右图=386.4KN由力矩平衡原理得求得=1.142）抗滑稳定性验算=1.96满足抗滑稳定性3）抗倾覆稳定性验算=5.02>满足抗倾覆稳定性4）基底应力与偏心距验算=386.4*0.981+312.18*

5、0.690=594.5KN=满足要求5）墙身应力计算由于墙背为直线，最大应力将接近基底处，从基底应力验算可知，其基底应力与偏心距均满足要求，墙身截面应力也能满足墙身材料的要求，故可不验算。通过以上验算，初始假设满足设计要求，所以墙顶宽b1=0.94m，墙底宽B=3.19m。三、伸缩缝与排水设施布置路堤墙体每间隔20m布置一道伸缩缝，缝内用沥青麻絮嵌塞，泄水孔尺寸10*10cm,2-3m布置一个，泄水孔应高出地面不小于30cm;墙背均应设置50cm沙砾透水层并做土工布封层。