挡土墙设计计算说明

挡土墙设计计算说明

挡土墙设计计算说明

尺寸，系数值说明：

挡墙位置K2+240，分段长10米，墙高12米，顶宽1.0m，仰斜式，墙背与竖直线间的夹角为4º，墙胸坡度1:0.30，墙底仰角 =10º，采用片石砌体结构，砌体抗压强度1.22MPa，砌体容重 墙

RK 1800kPa

24KN/m 100kPa

3

，挡墙材料极限抗压强度

，砌体的极限抗剪强度Rj

0.5

，地基为中等风化的软质岩土，

30

软质岩土摩擦系数

土 16KN/m

3

；填土内摩擦角

1/2 15

，粘质填土的容重

，挡土墙墙背摩擦角取 ，

一、墙后土压力分析计算

根据Coulomb土压力理论，当填土表面为仰斜平面时，挡土墙对墙后可能滑动土楔的作用力Q的表达式为：

Q

12

H

2

2

cos cos cos

cos cos sin

（１）

式中除了滑动面的倾角 外都是常数，Q随滑动面的倾角 而变化，当

2

时，墙后土楔的重力为零，则Q

0

0

，当

时，土体作用在滑动面

上的反力与Q重合，则Q；因此 在

2

和 之间变化时，Q将有一个极大

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值。这个极大值就是所求的主动土压力Ea。

要计算Ea，可令

将解得的 带入式（1）便得

K

dQd

0

Ea

2

12

HKa

2

（2）

（3）

cos

2

1 cos cos

2

a

sin sin

cos cos

沿墙高的土应力 a，可以通过Ea对h求导而得到：

a

dEdh

a

hK

a

（4）

可见主动土压力沿墙高成三角形分布，土压力的作用点离墙踵的高度为H/3，方向与墙背的发现成 角。

若填土表面是水平的，即 算：

ctg tg

0

且墙背仰斜时，滑动面的倾角 可按下式计

ctg tg tg tg （4）

Coulomb土压力理论用于砂性土填料，当墙后填料为粘性土时，由于粘聚力的存在，对土压力值由很大的影响，因此，在计算土压力时，应考虑粘聚力。本设计采用等效内摩擦角法来处理粘性土的土压力问题。具体的做法就是把内摩擦角增大8º，则换算后的内摩擦角 所以：

Ka

cos

2

cos cos 1

cos

cos

2

22

38

2

sin sin

cos cos

38

4

4 cos 15

4

1

cos15

sin38 15 4

sin38

cos 4

2

0.25

挡土墙设计计算说明

ctg tg

tg38 15 4 0.307

ctg

tg

tg

tg

ctg38

tg38 15

4

tg 38

15 4

tg 4

acctg0.307 73

再考虑汽车荷载的作用：

1）求破坏棱体长度l0。当土墙墙背仰斜

l0 H tg ctg 12 tg 4 2.85m

4

，H

12m

0.307

2）计算挡土墙的计算长度B。按相关规定对于黄河JN-150时，取挡土墙的分段长。已知挡土墙的分段长（即伸缩缝间距）为10m，小于15m，故取B

3）求汽车荷载的等效均布土层厚度he

横向考虑到车辆外侧车轮中线距路面、安全带边缘的距离为0.5m，同一车辆的左右侧轮心距1.8m，车与车之间最小轮心距为1.3m，在破坏棱体长度

l0 2.85m

10m

。

范围内可以布置一辆整车，所以按1倍车重计算。

纵向在挡土墙的计算长度B范围内可以布置一辆整车和另一辆车的后轴。 所以在B

l0面积可布置的汽车重 G

为：

G等效土层高度为： 4）求主动土压力Ea

1.0 49 101.6 101.6 252.2KN

he

G

Bl0 土

252.210 2.85 16

0.55m

由于汽车荷载的等效土层高度将式（2）可转化为

Ea

12

土H H 2he Ka

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Ea

1212

土H H 2he Ka

16 12 12 2 0.55 0.25

所以：

314.4KN/m

再将Ea分解为竖向Eay和水平向Eax两分力：

Eax Ea cos 15 4

314.4 cos11 308.6KN/m

Ea

y

Ea sin

497.65 sin15 59.99KN/m

4

H 3heH 2he

Eax

的作用点距墙角的竖直距离Cx为：Cx

H3123

H 3heH 2he12 3 0.5512 2 0.55

H3

Cx

4.15m

d3

d 3d1d 2d1

Ea

的作用点距墙角的竖直距离Cy为：Cyy

C

d3

d 3d1d 2d1

，其中d

Htg

，

d hetg

y

Htg 3

Htg 3hetg Htg 3hetg

Cxtg 4.15 0.07 0.29m

二、挡土墙稳定性验算 1、抗滑稳定性验算

0.9G

已知Eax

rQ1Ea

y

0.9Gtg rQ1Eax

59.99KN/m

，挡土墙墙底仰角

10

308.6KN/m

，Eay

，软质

岩土摩擦系数

0.5

，根据墙胸坡度1:0.30，墙背与竖直线间的夹角为4º等几

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何条件及 墙

24KN/m

1.4

3

，可得每沿米挡墙的重量为G

685.57KN/m

，主动土

压力分项系数rQ1

y

0.9G

rQ1Ea

0.9Gtg

0.9 685.57 1.4 59.99 0.5 0.9 685.57 0.176 350.50kN/m

rQ1Eax 1.4 308.6 432.04KN/m

满足抗滑要求。

2、抗倾覆稳定性验算

0.9GZ

G

rQ1 Ea

y

Z

x

Eax Z

y

0

式中：ZG，Zx，Zy分别为墙身重心，土压力垂直分力，距墙趾的水平距离及土压力水平分力距墙趾垂直距离。

Z

2.94m

Z

y

Cx 4.15m

，根据几何关系得

G

，Zx

4.08 0.29 3.71m

，rQ1

1.4

0.9GZ

G

rQ1 Eay Zx Eax Z

y

0.9 685.57 2.94 1.4 59.99 3. …… 此处隐藏：2959字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……