重力式挡土墙验算.doc

重力式挡土墙验算执行标准：公路计算项目： 重力式挡土墙 2计算时间： 2009-12-02 11:46:05 星期三-原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 6.500(m) 墙顶宽: 3.500(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.000 不设扩展墙址台阶 墙踵台阶b3: 1.000(m) 墙踵台阶h3: 0.675(m) 设防滑凸榫: 防滑凸榫尺寸BT1: 0.000(m) 防滑凸榫尺寸BT: 6.750(m) 防滑凸榫尺寸HT: 1.500(m) 防滑凸榫被动土压力修正系数: 1.000 防滑凸榫容许弯曲拉应力: 0.500(MPa) 防滑凸榫容许剪应力: 0.990(MPa) 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 砌体种类: 片石砌体 砂浆标号: 7.5 石料强度(MPa): 30 挡土墙类型: 抗震区浸水挡土墙 墙后填土内摩擦角: 10.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 22.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 5.000(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 300.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 地震作用墙趾值提高系数: 1.500 地震作用墙踵值提高系数: 1.625 地震作用平均值提高系数: 1.250 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 地震烈度: 设计烈度8度 面侧地震动水压力系数: 1.000 背侧地震动水压力系数: 1.000水上地震角: 3.00水下地震角: 5.00水平地震系数: 0.20重要性修正系数: 1.00综合影响系数: 0.25 抗震基底容许偏心距:B/5 公路等级及工程类别: 3级公路抗震重点工程 墙后填土浮容重: 9.000(kN/m3) 地基浮力系数: 0.700 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 1 折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 20.000 0.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 0.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙内侧常年水位标高: -50.000(m) 挡墙外侧常年水位标高: -50.000(m) 浮力矩是否作为倾覆力矩加项: 是 挡墙分段长度: 10.000(m)=第 1 种情况: 组合1= 组合系数: 1.000 1. 挡土墙结构重力 分项系数 = 1.000 2. 墙顶上的有效永久荷载 分项系数 = 1.000 3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载 分项系数 = 1.000 4. 填土侧压力 分项系数 = 1.000 5. 车辆荷载引起的土侧压力 分项系数 = 1.000 6. 计算水位的浮力 分项系数 = 1.000 7. 计算水位的静水压力 分项系数 = 1.000 8. 地震作用力 分项系数 = 1.000 = 土压力计算 计算高度为 6.500(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 50.000(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 50.000(度) Ea=333.299 Ex=332.031 Ey=29.049(kN) 作用点高度 Zy=2.167(m) 墙身截面积 = 38.831(m2) 重量 = 893.119 kN 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 -1.63 -6.50 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 墙 底 面: -0.00 0.00 4.50 -6.50 全墙地震力=44.656(kN) 作用点距墙顶高度=4.491(m)(一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500 采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基础底面宽度 B = 7.125 (m) 墙身重力的力臂 Zw = 3.842 (m) Ey的力臂 Zx = 6.125 (m) Ex的力臂 Zy = 2.167 (m) 作用于基础底的总竖向力 = 922.168(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=2799.893(kN-m) 基础底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 3.036(m) 基础底压应力: 墙趾=186.788 凸榫前沿=186.788 墙踵=72.066(kPa) 凸榫前沿被动土压力=560.365(kPa) 凸榫抗弯强度验算: 凸榫抗弯强度验算满足: 弯曲拉应力 = 83.017 = 500.000(kPa) 凸榫抗剪强度验算: 凸榫抗剪强度验算满足: 剪应力 = 124.526 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 382.669(kN) 0.0(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 3.842 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 6.125 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 2.167 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 809.117(kN-m) 抗倾覆力矩= 3609.010(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 4.460 1.300 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 2113.675(kN-m) 0.0(三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 作用于基础底的总竖向力 = 922.168(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=2799.893(kN-m) 基础底面宽度 B = 7.125 (m) 偏心距 e = 0.526(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.036(m) 基底压应力: 趾部=186.788 踵部=72.066(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 186.788 / 72.066 = 2.592 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.526 = 0.200*7.125 = 1.425(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=186.788 = 450.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=72.066 = 487.500(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=129.427 = 375.000(kPa)(四) 基础强度验算 基础为天然地基，不作强度验算(五) 墙底截面强度验算 验算截面以上地震力=33.012(kN) 作用点距墙顶高度=3.518(m) 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 -1.63 -6.50 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 验算截面以上，墙身截面积 = 28.706(m2) 重量 = 660.244 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 3.006 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 5.125 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.167 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 689.293(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1315.914(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.909(m) 截面宽度 B = 6.125 (m) 偏心距 e1 = 1.153(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 1.153 = 0.300*6.125 = 1.838(m) 截面上压应力: 面坡=239.692 背坡=-14.617(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 239.692 = 1500.000(kPa) 拉应力验算满足: 计算值= 14.617 = 135.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= 14.584 = 135.000(kPa)极限状态法: 重要性系数?0 = 1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 689.293(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.701 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 6.125(m2) 材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬 = 2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮 = 1.000 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 689.293 = 2974.798(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 689.293 = 2974.798(kN)=第 2 种情况: 组合2= 组合系数: 1.000 1. 挡土墙结构重力 分项系数 = 1.000 2. 墙顶上的有效永久荷载 分项系数 = 1.000 3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载 分项系数 = 1.000 4. 填土侧压力 分项系数 = 1.000 5. 车辆荷载引起的土侧压力 分项系数 = 1.000 6. 计算水位的浮力 分项系数 = 1.000 7. 计算水位的静水压力 分项系数 = 1.000 8. 地震作用力 分项系数 = 1.000 = 土压力计算 计算高度为 6.500(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 50.000(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 50.000(度) Ea=333.299 Ex=332.031 Ey=29.049(kN) 作用点高度 Zy=2.167(m) 墙身截面积 = 38.831(m2) 重量 = 893.119 kN 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 -1.63 -6.50 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 墙 底 面: -0.00 0.00 4.50 -6.50 全墙地震力=44.656(kN) 作用点距墙顶高度=4.491(m)(一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500 采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基础底面宽度 B = 7.125 (m) 墙身重力的力臂 Zw = 3.842 (m) Ey的力臂 Zx = 6.125 (m) Ex的力臂 Zy = 2.167 (m) 作用于基础底的总竖向力 = 922.168(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=2799.893(kN-m) 基础底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 3.036(m) 基础底压应力: 墙趾=186.788 凸榫前沿=186.788 墙踵=72.066(kPa) 凸榫前沿被动土压力=560.365(kPa) 凸榫抗弯强度验算: 凸榫抗弯强度验算满足: 弯曲拉应力 = 83.017 = 500.000(kPa) 凸榫抗剪强度验算: 凸榫抗剪强度验算满足: 剪应力 = 124.526 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 382.669(kN) 0.0(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 3.842 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 6.125 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 2.167 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 809.117(kN-m) 抗倾覆力矩= 3609.010(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 4.460 1.300 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 2113.675(kN-m) 0.0(三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 作用于基础底的总竖向力 = 922.168(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=2799.893(kN-m) 基础底面宽度 B = 7.125 (m) 偏心距 e = 0.526(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.036(m) 基底压应力: 趾部=186.788 踵部=72.066(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 186.788 / 72.066 = 2.592 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.526 = 0.200*7.125 = 1.425(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=186.788 = 450.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=72.066 = 487.500(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=129.427 = 375.000(kPa)(四) 基础强度验算 基础为天然地基，不作强度验算(五) 墙底截面强度验算 验算截面以上地震力=33.012(kN) 作用点距墙顶高度=3.518(m) 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 -1.63 -6.50 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 验算截面以上，墙身截面积 = 28.706(m2) 重量 = 660.244 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 3.006 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 5.125 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.167 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 689.293(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1315.914(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.909(m) 截面宽度 B = 6.125 (m) 偏心距 e1 = 1.153(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 1.153 = 0.300*6.125 = 1.838(m) 截面上压应力: 面坡=239.692 背坡=-14.617(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 239.692 = 1500.000(kPa) 拉应力验算满足: 计算值= 14.617 = 135.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= 14.584 = 135.000(kPa)极限状态法: 重要性系数?0 = 1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 689.293(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.701 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 6.125(m2) 材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬 = 2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮 = 1.000 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 689.293 = 2974.798(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 689.293 = 2974.798(kN)=第 3 种情况: 组合3= 组合系数: 1.000 1. 挡土墙结构重力 分项系数 = 1.000 2. 墙顶上的有效永久荷载 分项系数 = 1.000 3. 墙顶与第二破裂面间有效荷载 分项系数 = 1.000 4. 填土侧压力 分项系数 = 1.000 5. 车辆荷载引起的土侧压力 分项系数 = 1.000 6. 计算水位的浮力 分项系数 = 1.000 7. 计算水位的静水压力 分项系数 = 1.000 8. 地震作用力 分项系数 = 1.000 = 土压力计算 计算高度为 6.500(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 50.000(度) 按实际墙背计算得到: 第1破裂角： 50.000(度) Ea=333.299 Ex=332.031 Ey=29.049(kN) 作用点高度 Zy=2.167(m) 墙身截面积 = 38.831(m2) 重量 = 893.119 kN 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 -1.63 -6.50 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 墙 底 面: -0.00 0.00 4.50 -6.50 全墙地震力=44.656(kN) 作用点距墙顶高度=4.491(m)(一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500 采用防滑凸榫增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基础底面宽度 B = 7.125 (m) 墙身重力的力臂 Zw = 3.842 (m) Ey的力臂 Zx = 6.125 (m) Ex的力臂 Zy = 2.167 (m) 作用于基础底的总竖向力 = 922.168(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=2799.893(kN-m) 基础底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 3.036(m) 基础底压应力: 墙趾=186.788 凸榫前沿=186.788 墙踵=72.066(kPa) 凸榫前沿被动土压力=560.365(kPa) 凸榫抗弯强度验算: 凸榫抗弯强度验算满足: 弯曲拉应力 = 83.017 = 500.000(kPa) 凸榫抗剪强度验算: 凸榫抗剪强度验算满足: 剪应力 = 124.526 1.300 滑动稳定方程验算： 滑动稳定方程满足: 方程值 = 382.669(kN) 0.0(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 3.842 (m) 相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 6.125 (m) 相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 2.167 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 809.117(kN-m) 抗倾覆力矩= 3609.010(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 4.460 1.300 倾覆稳定方程验算： 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 2113.675(kN-m) 0.0(三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 作用于基础底的总竖向力 = 922.168(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=2799.893(kN-m) 基础底面宽度 B = 7.125 (m) 偏心距 e = 0.526(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.036(m) 基底压应力: 趾部=186.788 踵部=72.066(kPa) 最大应力与最小应力之比 = 186.788 / 72.066 = 2.592 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.526 = 0.200*7.125 = 1.425(m) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=186.788 = 450.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=72.066 = 487.500(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=129.427 = 375.000(kPa)(四) 基础强度验算 基础为天然地基，不作强度验算(五) 墙底截面强度验算 验算截面以上地震力=33.012(kN) 作用点距墙顶高度=3.518(m) 地下水作用力及合力作用点坐标(相对于墙面坡上角点) X分力(kN) Y分力(kN) Xc(m) Yc(m) 墙面坡侧: -0.00 0.00 -1.63 -6.50 墙背坡侧: 0.00 0.00 0.00 0.00 验算截面以上，墙身截面积 = 28.706(m2) 重量 = 660.244 kN 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 3.006 (m) 相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 5.125 (m) 相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 2.167 (m)容许应力法: 法向应力检算: 作用于验算截面的总竖向力 = 689.293(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=1315.914(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 1.909(m) 截面宽度 B = 6.125 (m) 偏心距 e1 = 1.153(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 1.153 = 0.300*6.125 = 1.838(m) 截面上压应力: 面坡=239.692 背坡=-14.617(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 239.692 = 1500.000(kPa) 拉应力验算满足: 计算值= 14.617 = 135.000(kPa) 切向应力检算: 剪应力验算满足: 计算值= 14.584 = 135.000(kPa)极限状态法: 重要性系数?0 = 1.000 验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 689.293(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.701 挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 6.125(m2) 材料抗压极限强度Ra = 1600.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬 = 2.310 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮 = 1.000 计算强度时: 强度验算满足: 计算值= 689.293 = 2974.798(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足: 计算值= 689.293 1.300 滑动稳定方程验算最不利为：组合1(组合1) 滑动稳定方程满足: 方程值 = 382.669(kN) 0.0(二) 倾覆验算 安全系数最不利为：组合1(组合1) 抗倾覆力矩 = 3609.010(kN-M),倾覆力矩 = 809.117(kN-m)。 倾覆验算满足: K0 = 4.460 1.300 倾覆稳定方程验算最不利为：组合1(组合1) 倾覆稳定方程满足: 方程值 = 2113.675(kN-m) 0.0(三) 地基验算 作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(组合1) 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.526 = 0.200*7.125 = 1.425(m) 墙趾处地基承载力验算最不利为：组合1(组合1) 墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=186.788 = 450.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(组合1) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=72.066 = 487.500(kPa)地基平均承载力验算最不利为：组合1(组合1) 地基平均承载力验算满足: 压应力=129.427 = 375.000(kPa)(四) 基础验算不做强度计算。(五) 墙底截面强度验算容许应力法: 截面上偏心距验算最不利为：组合1(组合1) 截面上偏心距验算满足: e1= 1.153 = 0.300*6.125 = 1.838(m) 压应力验算最不利为：组合3(组合3) 压应力验算满足: 计算值= 239.692 = 1500.000(kPa) 拉应力验算最不利为：组合3(组合3) 拉应力验算满足: 计算值= 14.617 = 135.000(kPa) 剪应力验算最不利为：组合1(组合1) 剪应力验算满足: 计算值= 14.584 = 135.000(kPa)极限状态法: 强度验算最不利为：组合1(组合1) 强度验算满足: 计算值= 689.293 = 2974.798(kN) 稳定验算最不利为：组合1(组合1) 稳定验算满足: 计算值= 689.293 = 2974.798(kN)