1、岩石力学课程设计岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计（勘查技术与工程专业）专 业： 勘查技术与工程班 级 学 号 ： 勘 查 1002 13 号姓 名： 郭华江指 导 教 师 ： 张 鹏学 期 ： 20122013 第一学期南京工业大学交通学院2013 年 01 月岩石力学课程设计目录一、设计题目3二、设计资料3三、设计计算41、剩余下滑力计算42、安全墙高的计算4四、抗滑挡墙尺寸拟定5五、基本参数计算51、 挡 墙 重 量 断面面积52、 前趾填土重量53、 后 趾 填 土 重 量 64、 滑坡推力65、 墙前被动土压力(按郎肯土压力理论计算) 66、 墙后主动土压力： (库仑土压力理论计算)
2、 6六、稳定性验算81、 抗滑稳定性计算82、抗倾覆稳定性验算83、基底应力及合力偏心距验算8七、墙身截面强度验算91、法向应力及偏心距验算92、应力验算9八、附图11岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计一、设计题目二、设计资料如图 1-1，拟采取修建重力式抗滑挡土墙支挡措施。滑面为折线型，抗滑面倾角变化分为 7 段，每段滑面长度为 4m,滑面与水平面的夹角从高到低分别为 300，25 0，20 0 ，15 0, 100, 50, 00, 坡面与水平面的夹角为 150，各段滑面的内摩擦角均为 110，粘聚力 C = 0。验算沿墙顶滑出的可能性时，墙后滑体的内摩擦角 =400，粘聚力 C=25，
3、=24KN/m3;墙前回填高度按 2.5m 考虑，=19 KN/m3 ， =300，粘聚力 C=10。墙体采用片石混凝土，基础置于中风化泥岩层上，其容许承载力为 800kPa;墙体与泥岩摩擦系数取 0.5。要求滑动稳定系数 KC1.3，倾覆稳定系数 K01.6。图 1-1.滑坡断面图（单位：mm）岩石力学课程设计三、设计计算1、剩余下滑力计算剩余下滑力具体计算见表 1-1，大小为 156.77 kN，方向与水平方向成 100 角。剩余下滑力计算表（安全系数 Fst =1.3） 表 1-1抗剪强度 下滑力Ti (kN/m)阻滑力Ri (kN/m)块段 面积（m 2）重度 sKN/m3滑面倾角 0
4、 C(kPa) 0 S s sin S s cos tg +cl传递系数剩余下滑力Pi(KN/m)1 1.85 24 30 0 11 22.2 7.47 21.392 5.18 24 25 0 11 52.54 7.82 81.443 7.40 24 20 0 11 60.74 32.44 126.334 8.31 24 15 0 11 51.62 37.45 153.465 7.74 24 10 0 11 32.26 35.56 156.776 5.66 24 5 0 11 11.84 26.30 142.737 2.12 24 0 0 11 0 9.890.98129.99注：1、传递系数
5、 =cos( i-1 i ) sin( i-1 i )tg i2、剩余下滑力 P= Pi-1+ FstTi Ri由表 1-1 可知，最终下滑力取 P = 156.77 KN/m 2、安全墙高的计算（1） 、 根据推力计算中所拟定的墙高自墙背顶点向下作与水平线成（45 0 /2 ） 倾角的 Aa 线与滑面相交于 a 点，并在此线以上每隔 50 作出Ab, Ac , 等线（图 1-2） ，求算出这些虚拟滑面的剩余下滑力并列于表 1-2中。岩石力学课程设计某滑坡自墙顶滑出的验算表（K=1.3） 表 1-2抗剪强度虚拟滑面滑面面积S(m2)重度(kN/m3)滑动面倾角 C（kPa）下滑力Ti(kN/m
6、)阻滑力Ri(kN/m)传递系数剩余下滑力（kN/m）S1a 2.46 24 10 0 11 10.25 11.30 0.98 152.42aA 2.83 24 -25 25 40 -28.70 128.15 0.34 -113.64S1b 1.36 24 10 0 11 5.68 6.25 0.98 151.52bA 3.45 24 -20 25 40 -28.32 153.04 0.45 -121.67 S2c 7.41 24 15 0 11 46.03 33.39 0.98 150.25cA 4.63 24 -15 25 40 -28.76 201.56 0.45 -171.34 S2d
7、 5.50 24 15 0 11 34.16 24.78 0.98 143.43dA 5.58 24 -10 25 40 -23.25 242.42 0.55 -193.76 （2）、从上表计算结果表明，出现剩余下滑力的负值峰值，说明所拟墙高和埋深均属适当。岩石力学课程设计四、挡土墙尺寸拟定根据上述计算，挡土墙尺寸拟定见如图 1-3图 1-3 挡土墙断面尺寸五、基本参数计算根据上述述滑坡推力的结果，下滑力大小为 P = 156.77 KN/m，方向与水平方向成 100 夹角，作用点在位于墙后滑坡体 12 高位置。 土压力计算中，墙前被动土压力采用朗金土压力理论计算； 墙后主动土压力按库仑土压力
8、理论计算， 然后与滑坡推力比较， 取大者进行计算。 各力作用位置如图 4 所示(相对于墙趾 O 点)。1.挡 墙 重 量 及 断面面积S = 17.832 m2岩石力学课程设计G = 17.832 24 = 427.968 KN/m2.前趾填土重量W2=0.5 (1.36+1) 3.624 =10W1 =0.5 (0.8+1.9) 2.219 = 56.43 KN/m3.后 趾 填 土 重 量 1.952 KN/m图 1-4 各 力 作 用 位 置 图4.滑坡推力： P=156.77 KN/mPx = P cos100 = 154.39 KN/mPy = p sin100 = 27.22 KN
9、/m5.墙前被动土压力(按郎肯土压力理论计算)：Kp = tg2（45 0 +2）= tg2600 = 3 , = KpEP = 2cH + 0.5 H 2 Kp = 214.15KN/m p岩石力学课程设计m73.015.24763/6.97Zn6.墙后主动土压力： (库仑土压力理论计算)=40 , =1/3 =13.7 , =5.7 , =15 算得，K a=0.45Ea=1/2rH2Ka=1/2 24 3.620.45=69.98KN/mEax=Eacos=Eacos(+)=69.98 cos19=66.17kNEay=Easin=Easin(+)=69.98 sin19=22.78kN
10、 由上 计 算 可 知 ， 应 按 滑 坡 推 力 来 设 计 挡 墙 ， 以 上 计 算 数 据 见 表 3。断面参数一览表 表 3作用力（ KN）编号 项目水平向 竖向 力臂（m） 弯矩（KN m） 备注1 挡墙 0 427.968 2.94 1258.232 前趾填土 0 56.43 0.71 40.073 后趾填土 0 101.43 5.41 72.394 墙前被动土压力 214.15 0 0.73 156.33稳定力矩5 墙后主动土压力 66.17 22.78 1.2 5 79.4 113.9 6 下滑力 153.30 27.03 2.71 5 418.4 136.1 注： 力 臂
11、为 相 对 前 趾 的 距 离 。六、稳定性验算1.抗滑稳定性算按 未 设 倾 斜 基 底 验 算 时 ，Kc= 35.256.201.4)78.29143.968.427(5.0 xExpN满 足 要 求 。2.抗倾覆稳定性验算 56.38.4971.56320.23.158MoyK故满足要求。岩石力学课程设计3.基底应力及合力偏心距验算如图5所示， 将竖向力N和水平方向力E x分别按倾斜基底的法向分解： KNxN93.620.15607.5sin.cos 0 倾 斜基底法向力N对墙趾的力臂为ZN： mNMyZN 1.293.60481 0倾斜基 底 的 合 力 偏 心 距 e为 ： ,|,
12、.2.42 BBe,(泥岩)KPaP80a63.19)(1 ，故满足要求。 BeN5.0)(2图1-5 基础偏心验算示意图七、墙身截面强度验算岩石力学课程设计1.法向应力及偏心距验算(断面， 如下图)KNxxKpHpcE 15.243.192/3.102/12 KN6.08NKN/m123MyKN/m4.0 mNyZN 05.261.084.230 BBe 54.5.22满足 MPaKaBeN389.25)61(1 图 1-6 法向应力及偏心距验算示意图岩石力学课程设计（20号片石混凝土） KPaBeN9.5)61(2满足要求2.应力验算水平方向剪应力验算(断面， 如下图)：图 1-7 水 平 方 向 剪 应 力 验 算 示 意 图MPaKPaBT23.06.58.23941 .0.22注 ： 为 20 号 片 石 混 凝 土 抗 剪 强 度岩石力学课程设计满 足 要 求 。5、 附 图 （ 见 下 页 ）附 图 一 ： 抗 滑 挡 土 墙 放 置 图附 图 二 ： 抗 滑 挡 墙 尺 寸 详 图岩石力学课程设计附图一：挡墙放置位置示意图（单位：mm）附图二：挡墙尺寸设计详图（单位：mm）图纸名 挡墙位置及尺寸设计详图班 级 勘查 1002学 号 1803100213姓 名 郭华江岩石力学课程设计
