1、岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计第 页一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 0901 30 号姓 名： 惠 龙指 导 教 师 ： 张 鹏学 期 ： 20112012 第一学期南京工业大学交通工程学院2012 年 01 月岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计第 页二一、 设计题目抗滑挡土墙课程设计二、 设计内容（一） 设计工况如 图 1 所 示 的 滑 坡 体 ， 拟 采 取 修 建 重 力 式 抗 滑 挡 土 墙 支 挡措 施 。 滑 面 为 折 线 型 ， 按 滑 面 倾 角 变 化 分 为 7 段 ， 每 段 滑 面
2、长度 为 4m， 滑 面 与 水 平 面 的 夹 角 从 高 到 低 分 别 为30o、 25o、 20o、 15o、 10o、 5o、 0o， 坡 面 与 水 平 面 的 夹 角 为 15o。各 段 滑 面 的 内 摩 擦 角 均 =10， 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 =40， 粘 聚 力C=25， =26kN/m3； 墙 前 回 填 土 及 基 地 底 座 高 度 为2.0m， =19kN/m3， =30， 粘 聚 力 C=10。 墙 体 采 用 C20 片 石 混凝 土 ， 基 础 置 于 中 风 化 泥 岩
3、 层 上 ， 其 容 许 承 载 力 为 800kPa； 墙底 与 泥 岩 摩 擦 系 数 取 =0.4。 要 求 滑 动 稳 定 系 数 Kc 1.3， 倾覆 稳 定 系 数 KO 1.6。图 1 画面整体示意图（单位：mm）岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计第 页三（二） 有关设计计算1、 剩余下滑力计算剩余下滑力计算表（安全系数 Fst=1.3）抗剪强度 下滑力Ti(kN) 阻滑力Ri(kN)块段 面积S(m2) 重度滑动面倾角 () C（kPa）()Ssin S scostg+CL传递系数 剩余下滑力Pi(kN)1 1.84 26 30 0 10 24.18 7.38 24.052 5
4、.19 26 25 0 10 57.14 21.6 76.283 7.41 26 20 0 10 65.89 31.93 128.564 8.31 26 15 0 10 55.92 36.79 162.025 7.77 26 10 0 10 35.08 35.08 169.476 5.7 26 5 0 10 12.92 26.030.981157.03注：1.传递系数 =cos( i-1- i)-sin( i-1- i)tg i 2.剩余下滑力 Pi=Pi-1+F stTi-Ri 由验算最终取剩余下滑力 P=169.47kN/m. 2、 安全墙高计算及抗滑挡墙尺寸拟定a、 安全墙高的计算某滑坡
5、自墙顶滑出的验算表（K=1.3）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)阻滑力Ri(kN/m)传递系数剩余下滑力（kN/m）sa 10.73 26 15 0 10 71.98 47.51 0.981 172.18 aA 2.85 26 -25 25 40 -31.34 133.10 0.227 -134.76 sb 9.64 26 15 0 10 64.67 42.68 0.981 167.50 bA 3.47 26 -20 25 40 -30.86 159.39 0.338 -142.89 sc 8.15 26 15 0 10 54.
6、67 36.08 0.981 161.10 cA 4.32 26 -15 25 40 -29.09 195.03 0.446 -161.00 m3kN岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计第 页四sd 6.37 26 15 0 10 42.73 28.20 0.981 153.46 dA 5.21 26 -10 25 40 -23.57 234.94 0.552 -180.87 由计算确定取墙高 H=4.00m，并将抗滑挡墙放置在第五滑段处，如图 2 所示：图 2 验算墙高计算图b、 抗滑挡墙尺寸详图（单位：mm ，图 3）图 3 挡墙断面尺寸详图（单位：mm）3、 有关基本参数计算根 据 上 述
7、 滑 坡 推 力 的 结 果 ， 下 滑 力 大 小 为 169.47kN/m， 方 向 与 水 平 方向 成 15 夹 角 ， 作 用 点 在 位 于 墙 后 滑 坡 体 1/2 高 位 置 。 土 压 力 计 算 中 ， 墙岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计第 页五前 被 动 土 压 力 采 用 朗 肯 土 压 力 理 论 计 算 ； 墙 后 主 动 土 压 力 按 库 仑 土 压 力 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 )。图 4 挡 墙 截 面 受 力 分 布
8、示 意 图 （ 单 位 ： mm）a、 挡 墙 断 面 面 积 及 重 量 （ 混 凝 土 的 重 度 为 24kN/m3）S=9.86G= S=24.09.86=236.64kN/mcb、 前趾填土重量W1=0.5（0.6+1.21）1.2219.0=20.98kN/mc、 后趾填土重量W2=0.5（0.8+1.1）3.019=54.15kN/md、 滑坡推力 P=169.47kN/mPx=Pcos15=163.70kN/mPy=Psin15=43.86kN/me、 墙 前 被 动 土 压 力 （ 按 郎 肯 土 压 力 理 论 计 算 ）岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计第 页六Kp= t
9、an2(450+ )= 3.02= 2C = 210 =34.64kPap= +2C = 192.03+210 =148.6kPa1Hp 3= = 0.5(34.64+148.6)2.0=183.2kN/mEp0f、 墙 后 主 动 土 压 力 （ 按 郎 肯 土 压 力 理 论 计 算 ）=0.217245tan02K=-2250.466=-23.3kPa =264.20.217-2250.466=0.40 kPa1m3HZ01Ea= 0.40（4.2-4.13）= 0.014kN/m（ 忽 略 不 计 ）2主 动 土 压 力 忽 略 不 计 ， 设 计 挡 墙 由 下 滑 力 决 定 。
10、基 本 参 数 见 下表 ：断面基本参数一览表作用力（KN/m）编号 项目水平向 竖向力臂 （m）弯矩（KNm） 备注1 挡墙 0 236.64 2.35 556.10 2 前趾填土 0 20.98 0.59 12.38 3 后趾填土 0 54.15 3.72 201.44 4 水平下滑力163.7 0 2.00 327.40 5 竖向下滑力0 43.86 4.20 184.21 6 墙前被动土压力183.2 0 0.79 144.737 主动土压力0.014 0 0.37 0.01 稳定力矩岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计第 页七注：力臂是相对于 O 点所取。4、 稳定性验算a、 抗滑稳定
11、性验算按 未 设 倾 斜 基 底 验 算 时 ，Kc= =（ 0.4（ 236.64+20.98+54.15+43.86+18+3.2） (163.7+0.014)=1.981.3 满 足 要 求 。实 际 实 施 时 可 考 虑 墙 底 设 置 向 内 倾 斜 基 底 ， 以 有 利 于 挡 墙的 抗 滑 稳 定 性 ， 还 可 降 低 挡 墙 断 面 10 ， 以 降 低 工 程 造 价 。b、 抗 倾 覆 稳 定 性 验 算K0= =（ 556.10+12.34+201.44+184.21+144.73）0/327.41=1098.82/327.4=2.791.6 故 满 足 要 求 。
12、c、 基 地 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 Ex分 别 按 倾 斜 基 底 的 法 向 分解 ：= cos60 + Exsin 60=353.68+2.04=355.72kN/m 倾 斜 基 底 法 向 力 对 墙 趾 的 力 臂 为 N： N= =(1098.82-327.41)/ 355.72=2.168m0倾 斜 基 底 的 合 力 偏 心 距 为 ： 岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计第 页八=B/os6=4.2/cos6=4.223mB= =0.057m = =0.70m Zn-5.0| | 6 1= (1
13、+ )= 91.06kPa =800kPa(泥 岩 ) 6 2= (1- ) = 77.41kPa =800kPa (泥 岩 ) 6故 满 足 要 求图 5 各 法 向 应 力 及 偏 心 距 验 算 示 意 图 （ 单 位 ： mm）d、 墙 身 法 向 应 力 及 偏 心 距 验 算 （ 如 图 5所 示 ）=355.63kN/m=1098.82kNm=327.41kNm0= = (1098.82-327.41)/ 355.63=2.169m 0岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计第 页九e= =0.069m 0.3B =1.4m ZN-B5.0 1= (1+ )=93.02kPa =3MP
14、a 6 2= (1- )=76.33kPa =3MPa(混 凝 土 抗 压 强 度 ) 6故 满 足 要 求 。e、 墙身截面抗剪强度验算水 平 方 向 剪 应 力 验 算 ( - 及 断 面 ， 图 6)图 6 水 平 剪 应 力 验 算 示 意 图 （ 单 位 ： mm）=163.7/2.068=79.16kPa = 230Mpa B1T= 183.2/2.80= 65.43 kPa = 230Mpa 2注 ： 为 20 号 片 石 混 凝 土 抗 剪 强 度 故 满 足 要 求 。5、 附 图 （ 见 下 页 ）附 图 一 ： 抗 滑 挡 土 墙 放 置 图岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计第 页十附 图 二 ： 抗 滑 挡 墙 尺 寸 详 图附图一：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 0901学 号 1803090130姓 名 惠 龙岩石力学课程设计抗滑挡土墙课程设计第 页十一
