端墙式洞门计算.doc

3.1 .洞门结构设计计算 3.1 .1 计算参数 计算参数如下： 边、仰坡坡度1:0.5； 仰坡坡脚ε=63.5°，tanε=2，α=6°； 地层容重γ=22kN/m3; 地层计算摩擦角φ=70°； 基底摩擦系数0.6； 基底控制应力[σ]=0.8Mpa 3.1．2建筑材料的容重和容许应力 （1）墙端的材料为水泥砂浆片石砌体，片石的强度等级为Mu100，水泥砂浆的强度等级为M10。 （2）容许压应力[σa]=2.2MPa，重度γt=22KN/ m3。 3.1.3洞门各部尺寸的拟定 根据《公路隧道设计规范》（JTJ026-90），结合洞门所处地段的工程地质条件，拟定洞门翼墙的高度：H=12m；其中基底埋入地基的深度为1,0m，洞门翼墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度1.38m，洞门翼墙与仰坡间的的水沟深度为0.5m，洞门墙顶高出仰坡坡脚0.7m，洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离为1.5m，墙厚2.0m，设计仰坡为1:1,具体见图纸。 3.2.洞门验算 3.2．1洞门土压力计算 根据《公路隧道设计规范》（JTJ026-90），洞门土压力计算图示具体见图3.2。 图3-4 洞门土压力计算简图 最危险滑裂面与垂直面之间的夹角： 式中: ——围岩计算摩擦插脚; ε——洞门后仰坡坡脚； α——洞门墙面倾角 代入数值可得： = =0.266 故：w=14.89° 根据《公路隧道设计规范》（JTG—2004），土压力为； 式中： E——土压力（kN）; ——地层重度（kN/m3） λ——侧压力系数； ω——墙背土体破裂角； b——洞门墙计算条带宽度（m），取b=1m； ξ——土压力计算模式不确定系数，可取ξ=0.6。 把数据代入各式，得： =0.0559 由三角关系可得： 洞门土压力E： 式中： δ——墙背摩擦角 δ= 3.2.2抗倾覆验算 翼墙计算图示如图3.3所示，挡土墙在荷载作用下应绕O点产生倾覆时应满足下式： 式中： K0——倾覆稳定系数，； ——全部垂直力对墙趾O点的稳定力矩； ——全部水平力对墙趾O点的稳定力矩； 图3-5 墙身计算简图 由图3-3-6可知： 墙身重量G： Ex对墙趾的力臂：； Ey对墙趾的力臂： G对墙趾的力臂： 代入上式得： 1.6 故抗倾覆稳定性满足要求 3.2.3抗滑动验算 对于水平基底，按如下公式验算滑动稳定性： 式中： Kc——滑动稳定系数 ——作用于基底上的垂直力之和； ——墙后主动土压力之和，取=Ex； F——基底摩擦系数，取f=0.4 由图3.3得： 1.3 故抗滑稳定性满足要求 3.2.4基底合力偏心矩验算 设作用于基底的合力法向分力为，其对墙趾的力臂为ZN，合力偏心矩为e，则： 0 合力在中心线的右侧。 计算结果满足要求 基底控制压应力，计算结果满足要求。 3.2.5墙身截面偏心矩及强度验算 （1）墙身截面偏心矩e 式中： M——计算截面以上各力对截面形心力矩的代数之后； N——作用于截面以上垂直力之后。 将数据代入墙身偏心矩E的公式，可得： ，计算结果满足要求。 （2）应力σ （满足要求） 通过以上的验算，说明洞门的尺寸合理。详图见设计图纸