1、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 :tan 0.190,取汽车荷载边缘距路肩边缘 =0.5m;00 d(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 ,填料与墙背的外摩擦角 =0.5 ;粘性土地3/mkN基与浆砌片石基底的摩擦系数 =0.30,地基容许承载力 =250 ;0akP(5)墙身采用 2.5号砂浆砌 25号片石,圬工容重 =
2、22 ,容许压应力k3/mN,容许剪应力 ,容许拉应力 ; aakP 60ajkP 10 aLk6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: ): 1:0.25n墙高 H: 7m墙顶填土高 : 3.0ma(二)要求完成的主要任务: 按公路路基设计规范 (JTG D302004) “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 及其作用点位置;aE(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;(5)挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。
3、2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tan =0.190,倾斜角 =10.76;00墙顶填土高度 =3.0m,填土边坡坡度 1:1.5, =arctan(1.5) =33.69,a1汽车荷载边缘距路肩边缘 =0.5md墙后填土砂性土内摩擦角 = ,填土与墙背外摩擦角 = /2= ,3417填土容重 =18kN/m ;粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数 =0.30;3墙身采用 2.5号砂浆砌 25号片
4、石,墙身砌体容重 =22kN/m ,砌体容k3许压应力 =600kPa,砌体容许剪应力 =100kPa,砌体容许拉应力 awl=60kPa;地基容许承载力 =250kPa。02 车辆荷载换算0.78m3 主动土压力计算3.1 计算破裂角 4.0 )78.03()7 )03.14tan(.25.04(8.25.3)tan)(00 hHadbhaA1840qh397.3610.43 86.0 )4.0.)(tan.t(co97tan)(antt A 4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 ,3+3.75=6.75 8.17 破裂面交于荷载内m7.186.0
5、)527(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 及其作用点位置aE3.2.1 计算主动土压力 a0.82m25.086.tna2dh3.1m34tt3b16.0 )03.14tan(7.40t)9.374sin(coa)s( )( aKm8.82.32hHh29.14918.3702)1.3(71HaKmkN02.912.16018KEaa4mkN72.4)03.17sin(02.91)sin( 9cocoayxE3.2.2 计算主动土压力的合力作用点位置 m5.229.143)78.3(78.0)1.(37)(213KHhaZx61. 190.
6、)3.4tan(7.tan0 bBm255261.txyZ墙底(基底)倾斜,需把求得的 、 修正为 、 ,即: xZy1xZy1xZ , tan (见“附录”的图)x01tanb1yb1x5m24.)03.1tan(8.271tan895110 xyxZb3.3 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,取挡土墙顶宽为 =1.6m1b4.2 抗滑动稳定性验算墙身体积计算:63011 m71.0)9.617(.)tan( bHV320212 24.05t5. 321 9.14.7.V墙身自重计算: , ,1GkN62.3
7、571.0k 2GkN28.54.0kV9.40821抗滑稳定性验算:08.13 9.04.19.0)72.419.20.(30)19.072.4(19.2tan()tan(. xQyQxyQ EGEG墙身自重力臂计算: 65.12.019.675.0)tan(5. 1011 bbHZG 09.16)047.5(3.0)tan2/1(3/ 102 bG.19.24.865.)(21 ZZGG kN.7.94021yEN抗滑稳定系数:1.37.190.62459.03.2tan0 NEKxC满足要求74.3 抗倾覆稳定性验算 05.4 )5.290.724(.1639.28)(8.011 xyQGZEZ抗倾覆稳定系数: 5.104.218.29024.7.6.311210xyGZEK满足要求4.4 基底合力偏心距验算至墙趾 A的距离Nm84.062.4518.2904.70918.65.12312 NZEZGZxyN基底合力偏心距 ;035.8.21.0 NZBe4.5 地基承载力验算 kPa2506.4172)6.0351(6.245)1(0 kPaBeN.)( 002 满足要求4.6 墙身强度验算