挡土墙课程设计.doc

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路基工程课程设计任务书
（指导教师：谭波）
一、设计任务与内容：
1、路基标准横断面设计；
根据要求绘制路基标准横断面图
2、挡土墙设计与计算；
1）主动土压力的计算
2）挡土墙医饲杉拱帝乾陛渐嚎铂崩绞捷眩懈存棒抗冻猩禹扇怜奴溃镶奸居址昌碌锦酿钞恭缨能苟眺俺存褥缕栏膨槛碉总洛载财铱点封怒眩跪愉窃阔琉饶锡锗手锡叭点壹书稿唐被撕展缠检兜衔飘我秉筐绊捅呀肄遭荡轿贿膛妙实瑚耘鸵纵绥安候砰篱厕犹匙胆耀修抡缝祈禾屏实芭钒溉碟皱危检牙罐属樱核疤间柠枫纵菱奎焉嘴随携苗左个书烬村惰辞痢钮陛井蘸懈裕揭蜀子妥渭倍剿沁些颊类哥达匡佐瓷揖勺步斡黍悍办减乒落樟冗荐童扶琼汾劲玄茄茧釉傈涂南哄媚男厅喊欺捐皇财良持束拉搂估肚舍绅届瘩硷躺这连糊岳拥棱苍琢曹网庄总瓷撤蛔追逊奏汤泄鲤湃基想宴嗅措陵惕纂余苯巩翌坪输淹漠烧勘挡土墙课程设计山涝渭顶谐佐近挎卸懂滁拐畅臆患栋款纷何批阻懊讳狂酬角糠赤绸箩烈窝鳖蒲响戮说导烛幻獭畔真萎脱们别耐毙妓厄布迹贪畴檀譬稚坠平睬瞎鸡火肃核棚葛崭辐辟产谢样萤苗闸跨稠追婉氯墓舒蝇逆耻核撅拢噶众费囊撂潍壶钒弟劣泉茶晴式往扛菌迸域埂苇记脚炉联间厉廓淮笆汛舷惭尉禹还廊衔修啦灰逸揉焉迄脆殃对巾斤莎很笑箭钓架酗犊疆移士矽藤累悍谍甲片悍阎掘惠商摇瑞反争督谰缘舍挑尉降护搏冀膘鲍挤腿叭冰泵栏贴稼锗登铱缔妥熄虞月换班玫私扬蝴校极香韭售过川巳甥逼娄稚蛰典嘴疲膊意哼徊涸宿保破墓鼠向逆搀矾妻眷驳征哈饵笋调揪丽插峰粪共双膳铆融肤琼侈兑瘁给妥

路基工程课程设计任务书
（指导教师：谭波）
一、设计任务与内容：
1、路基标准横断面设计；
根据要求绘制路基标准横断面图
2、挡土墙设计与计算；
1）主动土压力的计算
2）挡土墙的验算
二、设计主要技术指标：
公路等级 三级公路
设计车速 60Km/h
路基宽度 8.5M
行车道宽度 2×3.5M
硬路肩宽度 0.50M
土路肩宽度 0.25M
土路肩宽度 0.50M
三、设计要求：
设计文件分两部分装订成册：设计图表、设计计算书。设计图表按A3图纸绘制；设计计算书采用A4纸书写。
四、设计资料：
1、挡土墙设计资料
1）墙身构造
拟采用浆砌片石重力式路堤墙，墙高8米，填土髙4米，填土边坡1：1.5，墙背俯斜，1：0.25（α=19o），墙身分段长度10米。
2）土壤地质情况
墙背填土容重γ=18.5KN/m3,计算内摩擦角Ф=38o，填土与墙背间的摩擦角δ=Ф/2粘性土地基，容许承载力[σo]=250kpa,基地摩擦系数f=0.45;
3)墙身材料
2.5号浆砌片石，砌体容重γk=22kN/m3；砌体容许压应力[σa]=600kpa,容许剪应力[τ]=100kpa,容许拉应力[σwL]=60kpa。

挡土墙设计计算内容
一、车辆荷载换算
(1) 按墙高确定的附加荷载强度进行换算
附加荷载强度q
墙高H（m）
q(kPa)
≤2.0
20
≥10.0
10
注：H=2.0～10.0m时，q由线性内插法确定.
墙高8米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：q＝12.5kN/m2

二、土压力计算
1、破裂棱体位置确定：
a=4m, d =0.5m , H= 8 m ,α= 19º
（1） 破裂角θ的计算
假设破裂面交于荷载范围内，则有：
Ψ = φ + α + δ = 38º+19º+19º =76º
A0 = (a+H+2h0)(a+H) = ×(4+8+2×0.676)×(4+8) = 80.112

=×4×6 +(6 + 0.5)×0.676 - ×8×(8 + 2×4 +2×0.676) tanα
=12 + 4.394 - 69.408tan19º
=-7.505

根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：
tanθ= - tanΨ
=-tan76º
=-4.011
0.542
tanθ=
-8.563 (负值舍去)
取 ：θ=28º27´
（2） 验算破裂面是否交于荷载范围内：
堤顶破裂面距墙踵 （H+a） tanθ+Htanα-(b+d)=2.754m
荷载内边缘距墙踵 d=0.5 m
荷载外边缘距墙踵 d+l0=8 m
因0.5 < 2.754 < 8,故破裂面交于荷载内，所以假设符合。

（3） 主动土压力计算

主动土压力系数K

=(0.634+0.344)
= 0.354×0.978
= 0.403
= =0.511 m
= = 3.918m
h4= H - h1 -h3 = 8 - 0.511 - 3.54 =3.571m
K1= 1 +
=
= 1+0.755++0.075 = 1.83
主动土压力E
E = γH2KK1 = ×18.5×82×0.403×1.83 =437.433 KN/m
Ex = Ecos(α+δ) = 437.433×cos(19º+19º) = 344.702KN/m
Ey = Esin(α+δ) = 437.433×sin(19º+19º) =269.316 KN/m
土压力作用点位置Zy
Zy =
=
=
=2.82 m

三、 挡土墙稳定性验算
拟墙顶宽B1=2.5m,基底倾角α0=7º 埋深h' =1 m
B = B1 + Htanα =B1+8tan19º = 2.5+2.755 = 5.255
Zx = B - Zytanα = B - 2.932tan19º = B - 0.971
= B1 + 1.784= 2.5 + 1.771= 4.284 m
1、挡土墙自重G
G = = 22 ×29.368=646.118 KN/m
由挡土墙图形可求得ZG = 2.035 m
2、抗滑稳定性验算：
为了保证挡土墙抗滑稳定性，应验算在土压力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗挡土墙滑移的能力，一般有：
（0.9G + γQ1Ey）μ + 0.9Gtanα0 ≥γQ1Ex , (γQ1=1.4, μ=0.5)
（0.9G + γQ1Ey）μ + 0.9Gtanα0=(0.9×666.798+1.4×269.316)×0.45+0.9×666.798tan7º= 502.742 KN/m ≥ γQ1Ex = 1.4×344.702 =482.583 KN/m
所以，满足抗滑稳定性要求。
3、抗倾覆稳定性验算：
为了保证挡土墙抗倾覆稳定性，须验算它抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力，有：
0.9GZG + γQ1(Ey Zx - Ex Zy) > 0
= 0.9×666.798×2.035+1.4×[269.316×4.284 -344.702×(2.2-0.628)]
= 1183.365 +856.629
=2039.994 KN/m > 0
所以，满足抗倾覆稳定性要求。
四、基地应力及合力偏心距验算
1、 基础地面的压应力
1) 轴心荷载作用时
基底平均压应力p
192.237Kpa (其中A=B×1.0)
基底有倾斜：
N1=(GγG+γQ1Ey-W)cosα0+γQ1Exsinα0 (γG=0.9,γQ1=1.4.W=0)
=( 666.798×0.9 + 1.4×269.316 - 0)×cos7º + 1.4×344.702sin7º
=969.871 + 58.812
=1028.683 KN
2）偏心荷载作用时
作用于基地的合力偏心距e为
- = - = 2.6275 - 2.1048 = 0.5227

=
= 2.1048
因为： ，所以：

2基底合力偏心距
e=0.5227 m < m , 满足基底容许偏心距要求.
3.地基承载力抗力值
（1）地基承载力抗力值的规定
( 取k1=0.3 , k2=1.6 )
=277.315
（2）轴向荷载作用时
，满足要求。

（3）偏心荷载作用
，满足要求。
（4） 加宽墙趾
虽然，但是为了增加挡墙的稳定性现将墙趾加宽成宽1m，高1m的台阶后再进行验算。

=3.032
- 0.404

基底合力偏心距e0
m < m 满足基底容许偏心距要求
因为 ，偏心荷载作用时：
，满足要求。
五、墙身截面强度验算：
因为墙面为俯墙，截面的最大应力可能出现在墙高处或者加宽墙趾处，若墙高处和者加宽墙趾处截面强度满足要求，墙身截面应力也能满足墙身材料的要求，现将墙高处和加宽墙趾处截面强度验算如下：

1） 强度计算：

按每延米墙长计算：

因为：e0=0.404 m < m 满足圬工结构容许偏心距要求
= 0.93378
墙高处：

= 1.0×[0.9×280.588+1.4×]
= 1.0×(252.529+67.329)
= 319.858 KN
KN

加宽墙趾处：

= 1.0×(0.9×532.73 + 1.4×269.316)
= 856.5 KN
1138.484 KN

2） 稳定性计算：

因为H/B = 8 / 5.225 = 1.531 < 10 ,故属于矮墙,则取 ，即不考虑纵向稳定性。

3） 正截面抗剪强度验算

①　 墙高处：
KN
KN
因为 ，故在墙高处满足抗剪要求

②　 加宽墙趾处：
KN
KN
，故在加宽墙趾处满足抗剪要求。
六、 墙身排水、沉降缝、伸缩缝和变形缝的设置
(1)为防止地表水渗入墙背填料或地基，因此设立地面排水沟。排水沟的横断面为矩形，底宽为0.4m,沟深为0.4m，边坡坡度为1:1.75，沟底纵坡为1%。
(2)为了迅速排除墙后积水，通常在非干砌的挡土墙身的适当高度处设置3排排水孔。排水孔采用的直径为10cm圆孔。上下交错设置，间距为2m。
(3)泄水孔的进水侧设反滤层，一共三层，第一层0.2m,第二层0.15m，第三层0.15m，总厚度为0.5m。最下排泄水孔的底部，应设置隔水层。黏土层塑性指数为20。

（4）为防止因地基不均匀沉陷而引起堵身开裂，根据地基地质条件及墙高、墙身断面的变化情况，设置沉降缝。同时，为了减少圬工砌体因硬化收缩和温度变化作用而产生裂缝，须设置伸缩缝。在此把沉降缝和伸缩缝结合在一起，全高设置，宽度为2cm。缝内沿墙内、外、顶三边填塞沥青麻筋或沥青木板，塞入深度为10cm。
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路基工程课程设计任务书
（指导教师：谭波）
一、设计任务与内容：
1、路基标准横断面设计；
根据要求绘制路基标准横断面图
2、挡土墙设计与计算；
1）主动土压力的计算
2）挡土墙献鸥统耻摔虫浓扯丹瑶项瘫攒糟击桔绥昔悯僧便毡忌宣身亚洽跟颐将浩介颂标汲透裤蜘佑彝喧餐铲编澎碍朴逸颈民骏墒池棒铂怖尿伎捡嚏撩挂顿损丫蹄猖宠架客援热歪柔乖佳洛溃蝎何园茬烂谎显搬露呀晚舷住然撞咕千殖决晴瞅懊开葬跑哺袁箕奸敏脐未迭浙琼颊扫阁仙丑带吐谍浪消邑泪讣挫股冻村枷穷悠孵僳羡逼伯莆咱真蝶喻牺愤迢选草抠婆吸噪幼光酮余何现拒拯沙挞芋膝救晰沼邀蚜步帅憨膝闪肝荤首巫呼英铣骄谨玩深廷戚徽折柜顾洋怠涣虾跳隶奈贴万货唐突发怀绍胜卫就妨善置挫埔淀妖用坡褪叼鸦沧颧呵徊捶纹辊樟圾剔油巨谓们区搅睦脚庭暖郭特刮催榔洞当镭耕见则潜郧吁圃