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俯斜式路堤挡土墙设计与验算说明书
1设计资料
1.1墙身构造
本设计段中的K68+580到K58+620许多处横断面路基高度太高,为了收缩边坡,增强路基的稳定性,在本路段按需求设计路堤挡土墙,其尺寸与分布见平面图与横断面图。
拟采用浆砌片石俯斜式路堤挡土墙,墙高H=8米,墙顶填土高为1.52米,墙顶宽1.3米,底水平宽4.24米,墙背俯斜坡度为0.24 (α=13°35'),基底倾斜0.2( ), δ= φ/2=15°。
1.2土壤地质情况
填土为粘性土,土的粘聚力C=20kpa,采用等效内摩擦角 =arctan(tan +c/rH)计算得φ°,容重为,350Kpa,基底摩擦系数f=0.4。
1.3墙身材料
采用M7.5号砂浆砌25号片石,砌体容重为k=24KN/m3;按规范:砌体容许压应力为600KPa,容许剪应力为100KPa,容许拉应力为=60KPa。
1.4车辆荷载
根据路基设计规范(JTGD30-2004),车辆荷载为计算方便,可简化换算为路基填土的均布土层,并采用全断面布载。
换算土层厚:
h0=q/r=12.5/18=0.694
h0:换算土层高度
q:车辆荷载附加荷载强度,墙高小于2米,20KN/m2;墙高大于10米,取10KN/m2;墙高在2~10米之间,附加荷载强度用直线内插法计算。
γ为墙后填土容重γ=18 KN/m
2墙背土压力计算
对于墙趾前土体的被动土压力Ep,在挡土墙基础一般埋深的情况下,考虑到各种自然力和人畜活动的作用,以偏于安全,一般均不计被动土压力,只计算主动土压力。
本设计任务段的路堤挡土墙,采用一级台阶,分析方法采用“力多边形法”,按粘性土的公式来计算土压力;边坡坡度为1:1.5,()
图3-1墙截面尺寸图
2.1破裂面计算
假设破裂面交于荷载中部,则:
=(2.2+8+2*0.694)*(8+2.2)/2
=59.099
=2.2*3.3/2+(3.3+0.75)*0.694-0.5*0.694*(8+2*2.2+2*0.694)*0.24
=5.292
其中:
破裂角:θ=arctgθ°
2.2破裂面的验算:
破裂面至墙踵°=12.985m
荷载内缘至墙踵荷载外缘至墙踵
2.3主动土压力E的计算
h1==m
h4=H- h1- h3=8-0.49-0.23=7.28m
主动土压力E的计算
=0.5180.23.05
=351.36KN
2.4.土压力作用点位置:
=4.24-2.740.24
=3.582m
3墙身截面性质计算
3.1截面面积
运用CAD计算得到截面积As=20.5284m
3.2截面重心到墙趾的水平距离:
运用CAD量得X=2.12m
∴ 墙身重心到墙趾的水平距离为2.12m
墙身重力:G=k ΣAi=24×20.5284=492.682kN
3.3抗滑稳定性验算:
抗滑稳定性系数
在计算中我们不考虑墙前被动土压力的影响,所以=0
N为基底竖向应力=G+ =492.682+168.09=660.77
所以抗滑稳定性符合要求。
3.4抗倾覆稳定系数
所以抗倾覆稳定性符合要求。
3.5.基底应力验算
由于B=4.24
因为e=0.96=0.706
由于=340.635350Kpa
故基底应力符合要求。
方案优化:
设计的尺寸能够满足验算要求,并且比较经济,所以不需要优化。
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