东南大学路基路面课程设计报告材料

沥青路面厚度设计学号：班级：成绩：日期：2014年9月沥青路面厚度设计A、基本情况某地拟新建一条二级公路省道，路线总长21km，双向四车道，路面宽度为 16m，该地属公路自然区划 IV区，路基为低液限粘土土质， 填方路基最大高度 2.1m，路床顶距地下水位平均高度 1.4m，属中湿状态，根 据室试验法确定土基回弹模量 50MPa，年降雨量1200mm，最高气温39C，最低气温-10 C。拟采用沥青混凝土路面，根据规规定，查表得其设计使用期12年。B、交通荷载情况根据区域交通分析预测近期交通组成和交通量如表1所示，交通量年平均增长率为4%。表1近期交通组成与交通量车型分类代表车型数量（辆/d）小客车桑塔纳20002280中客车江淮AL6600220大客车黄海DD680450轻型货车BJ130260中型货车东风EQ140660重型货车黄河JN163868铰接挂车东风SP9250330要求：试根据交通荷载等级，选择相应的基层（和底基层）材料进行组合设计，并根据进行沥青路面厚度 设计计算，编制计算书（计算书格式及编目示例附后）。、基本设计条件与参数依题意得，基本设计条件如下：新建二级公路，双向四车道，路面宽度16m，公路自然区划IV区，低液限粘土土质，填方路基最大高度 2.1m，路床顶距地下水位平均高度1.4m, 中湿状态，年降雨量1200mm,最高气温39C，最低气温-10C。基本参数如下：土基回弹模量 50MPa,设计使用期12年，交通量年平均增长率为 4%二、交通量分析本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN为标准轴载，以BZZ-100表示。4.35PLPkC1C2 nj1. 当设计弯沉值为指标时，当量轴次计算公式及计算结果如下：汽车车型R(kN)C1C2ni (次 / 日)C1C2n (Pi/P)4.35 次 / 日黄海DD680前轴49.001145020.2100后轴91.5011450305.7696东风EQ140后轴69.2011660.0471黄河JN163前轴58.61186884.8935后轴114.00118681534.8143东风SP9250前轴50.701133017.1909后轴113.303.413301931.4922kP 435NCGm 旦(P=100kN )i 1P4027.418Ni 1注：轴载小于25kN的轴载作用不计查规得该公路车道系数为 0.4,累计当量轴次计算如下:Ne1 rt 1 365 nr121 0.0413650.044027.418 0.48.835 10(次)属于中等交通。2. 以半刚性基层层底拉应力为指标计算当量轴次汽车车型Pi（kN）C1C2n （次/日）C1 C2 ni（Pi/P）8 次 / 日黄海DD680后轴91.5011450221.0962东风EQ140后轴69.201166034.7051黄河JN163前轴58.61186812.0698后轴114.00118682476.东风SP9250前轴50.70113301.4407后轴113.30513304480.4664kP 8N 严夕（P=100kN）7225.823注：轴载小于50kN的轴载作用不计查规得车道系数为0.4,累计当量轴次计算如下:Ne（1 r）t 1 365 Nr（1 0.04）121 3650.047225.823 0.41.585 10（次）属于重交通。由1、2计算可得，该设计道路的累积轴载情况属于重交通级别三、结构组合设计1.初拟结构组合和材料选取参照规，本道路设计选用 6层基本层位，路面结构面层采用沥青混凝土 （18cm），其 中表面层采用细粒式密级配沥青混凝土 （厚度4cm）,中面层采用中粒式密级配沥青混凝土 （厚 度6cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土 （厚度8cm）；基层采用水泥稳定碎石（厚度取 20cn）;底基层采用石灰土（厚度待定），初拟厚度40cm。2.各层材料的抗压模量与劈裂强度查表得到各层材料的抗压回弹模量和劈裂强度。 抗压回弹模量取20C的模量，得到20C 的抗压回弹模量：细粒式密级配沥青混凝土为1400MPa中粒式密级配沥青混凝土为1200MPa 粗粒式密级配沥青混凝土为1000MPa水泥碎石为1500MPa石灰土 550MPa弯拉回弹模量和弯拉强度沥青层取 15C的值，分别为2000MPa0MPa 1200MPa3550MPa 1480MPa各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为i.4MPa中粒式密级配沥青混凝土为I.OMPa,粗粒式密级配沥青混凝土为 0.8MPa,水泥碎石为0.5MPa,石灰土 0.225MPa3. 土基回弹模量的确定依题意得土基回弹模量为 50MPa。四、弯沉计算本公路为二级公路，公路等级系数取1.1，面层是沥青混凝土，面层类型系数取1.0,半刚性基层，底基层总厚度大于 20cm，基层类型系数取1.0。该路面结构属于弹性层状体系， 计算较复杂，因此借助计算机软件完成计算任务，计算结果如下：0 2路面设计弯沉 ld 600Ne . AcAsAb 0.269mm五、层底拉应力计算通过电算程序计算得到，各层层底拉应力与容许拉应力计算结果如下:层位厚度（cm）类型层底拉应力（MPa）容许拉应力（MPa）14细粒式密级配沥青砼-0.23300.507126中粒式密级配沥青砼-0.03970.362238粗粒式密级配沥青砼-0.02040.2898420水泥稳定碎石0.25370.2537540石灰土0.08880.8888六、设计极限状态验证极限状态验证如下：Is 26.9mm ld 26.9mmmr（见层底拉应力计算表格）路面厚度验证如下：H 4 6 8 20 40 78cm 40 45cm因此方案一符合设计要求。七、设计成果优化由于设计道路等级仅为二级公路，出于节省沥青用料的目的，新的方案从减少沥青层厚 度的角度考虑，同时加厚水泥稳定碎石基层厚度，在保证路面承载能力和满足最小防冻厚度 的要求，底基层厚度也可得到一定的缩减。设计方案如下：1. 初拟结构组合和材料选取路面结构面层采用沥青混凝土 （15cm），其中表面层采用细粒式密级配沥青混凝土（厚度4cm）,中面层采用中粒式密级配沥青混凝土 （厚度5cm），下面层采用粗粒式密级配沥青混凝 土（厚度6cm）;基层采用水泥稳定碎石（厚度取 30cm ;底基层采用石灰土（厚度待定）， 初拟厚度30cm。2. 各层材料的抗压模量与劈裂强度与设计弯沉计算同方案一。0 2路面设计弯沉 Id 600Ne . Ac As Ab 0.269mm五、层底拉应力计算通过电算程序计算得到，各层层底拉应力与容许拉应力计算结果如下:层位厚度（cm）类型层底拉应力（MPa）容许拉应力（MPa）14细粒式密级配沥青砼-0.23310.507126中粒式密级配沥青砼-0.06890.362238粗粒式密级配沥青砼-0.04330.2898420水泥稳定碎石0.25370.2537540石灰土0.08880.8888六、设计极限状态验证文档大全极限状态验证如下:Is 26.9mm ld 26.9mmmR（见层底拉应力计算表格）路面厚度验证如下：H 4 5 6 30 30 75cm 40 45cm因此方案二符合设计要求。综上，方案二和方案一都能满足强度和弯沉指标的要求，但方案二中路面结构层总厚度 和沥青面层厚度降低，造价更加低廉，因此，在道路要求不高的条件下，可选择方案二。普通水泥混凝土路面板厚设计计算书学号：班级：成绩：日期：2014年9月普通水泥混凝土路面板厚设计A、基本情况某地拟新建一条二级公路省道，路线总长21km，双向四车道，路面宽度为16m，该地属公路自然区划 IV区，路基为低液限粘土，路床顶距地下水位平均高度1.4m，本地石料以砂岩为主。拟采用普通水泥混凝土路面，根据规规定，查表得其设计基准期20年，目标可靠度 85%。综合以往工程情况，结合施工企业一般技术、设备和工艺水平，确定其变异水平等级为“中”。B、交通荷载情况根据区域交通分析确定：设计车道初始年平均日标准轴载作用次数Ns为3775，交通量年平均增长率为 4%;设计荷载选定为单轴双轮 100kN，单次极限荷载经调研选定为单轴双轮170kN。C、其他已知情况选定平面尺寸：5m长，4m宽。接缝：缩缝为设传力杆的假缝，纵缝为带拉杆的平头真缝。路肩：基层材料与路面相同，面层采用与面层同厚度水泥混凝土，与路面板间设拉杆连接。要求：试根据交通荷载等级，选择相应的基层（和底基层）材料进行组合设计，并根据初估板厚进行板厚 设计计算，编制计算书（计算书格式及编目示例附后）。、基本设计条件与参数依题意得：设计道路为二级公路，路面宽度 16m，属公路自然区划IV区，路基为低液限 粘土，路床顶距地下水位平均高度 1.4m,设计基准期20年，目标可靠度85%，变异水平等 级为“中”；设计车道初始年平均日标准轴载作用次数 Ns为3775,交通量年平均增长率为 4%;设计荷载选定为单轴双轮100kN，单次极限荷载经调研选定为单轴双轮 170kN。、交通量分析由题意可知年交通量平均增长率为 4%,由规得临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数 为0.39。计算设计基准期设计车道标准轴载累计作用次数如下：NeNs 1 gr t 1 365gr2037551 0.041 3650040.39 1.6 107 次查表得设计道路交通量等级属于重交通三、结构组合设计参照规，根据二级公路、重交通和中级变异水平，查表得初拟定路面结构组合如下： 面层选用普通混凝土，厚度为0.25m;基层选用水泥稳定碎石，厚度为 0.20m,底基层选用水 泥稳定碎石，厚度为0.20m。普通混凝土板的尺寸选定为长 5m，宽4m。四、路基参数计算1. 参数选择查表得取重交通荷载等级要求路基综合回弹模量该值为80MPa。查表得水泥混凝土弯拉强度标准值 5.0MPa，相应弯拉模量31GPa泊松比取0.15,线胀 系数为 1.0 10-5/Eo查表得取水泥稳定碎石基层回弹模量为2500MPa,水泥稳定碎石底基层为1500MPa, 7d浸水抗压强度分别为5.5MPa和2.5MPa,上层的泊松比取为0.20。2. 综合回弹模量计算因双层水泥稳定碎石基层，故选择分离式双层板模型。因除路基外只有单层基层，所以：Ex 1500MPa,hx 0.20m0.860.261 n0.200.86 0.26 1.610.442Et号E0E。1500800.44280292.25MPa五、荷载应力计算1.上层板在设计荷载作用下的荷载应力计算上层板弯曲刚度：DCE312(1 v2)31000 嶂 41.29MN m12(10.152)下层板弯曲刚度：Db12(1b)2500 吧31.74MN m12(1 0.202)双层板总的刚度半径:rg 1.21 De DbEt1.21141.29 1.74 空0.639m292.25标准轴载在临界荷位处产生的的荷载应力按下式计算:1 .45 100.652 0.94 1 .45 1 00.6520.94psrg hc Ps0.6390.251001.262MPa1 DL11.74Dc41.29下层板材料为水稳碎石，无需计算其荷载应力。2.计算荷载疲劳应力查规得应力折减系数kr=0.87;二级公路kc =1.05;荷载疲劳应力系数kf:kfNe 16002000.57 2.574荷载疲劳应力:pr krkckf ps 0.87 1.05 2.574 1.2622.97MPa3.计算轴载在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力设计轴载在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力:331.45 101.45 10c ccc065 ccl 2 彳 rc94psdrg he Pm1 740.6390.251702.078MPa1 Db1 .74De41.29最重轴载在面层板临界荷位处产生的荷载应力计算公式与8S相同，但要用最重轴载 Pm代替式中的设计轴载Ps。最重轴载在临界荷位产生的最大荷载应力:p,max krkc pm 0.87 1.05 2.0781.898MPa六、温度应力计算1.最大温度梯度时混凝土面层板最大温度应力计算综合温度翘曲应力和应力的温度应力系数 温度翘曲应力系数Cl计算公式不同,其他都相同,Bl :面板计算与弹性地基单层板模型相比, 下层板不考虑其温度应力。knheEChbEb0.25310000.20250015677.66MPa/mDcDbDeDb K n41.291.7441.29 1.74 5677.660.131m43EgDJr43(knrDc)rg(5677.66 0.6394 41.29) (5677.66 0.1314 41.29) 0.6390 131330.197L3rg3 0.639 2.608Cl11 sin htcost coshts int1 costs int sin ht cosht1.0431 sinh 2.608 cos2.608 cosh2.608sin 2.608Bl 1.77ecCL 0.131(1 CL)1.77e 4.48 0.25 1.043 0.131 (1 1.043)1.77 0.3732 0.9124-0.131 0.08760.6080查表IV区取最大温度梯度取88r/m,计算最大温度应力如下:t,max2L1 10 5 31000 0 25 880 59122 2.073MPa2.面层板临界荷位处产生的温度疲劳应力查表得at、bt和ct分别为0.843、1.323、0.,计算温度疲劳应力系数如下:文档大全btktatt,max-0 8432.073t,max厂Ct| r1 3232 . 0735.00.0580.494trK t ,max0.494 2.073 1.024MPa七、设计极限状态验证极限状态验证如下：r( prtr) 1.06 (2.97 1.024) 4.234MPa fr 5.0MPar( p,maxt,max) 1.06 (1.898 2.073) 4.209MPa fr 5.0MPa故设计符合要求。八、设计成果优化方案一普通混凝土面层厚度为 25cm，疲劳极限状态的综合疲劳应力达 4.234MPa,与材 料的弯拉强度标准值有一定差距，故方案二可考虑降低面层厚度，取面层厚度为22cm。经计算，极限状态验证如下：r( pr tr) 1.06 (3.48 0.78) 4.52MPa fr 5.0MPar ( p,maxt,max) 1.06 (1.98 1.77) 3.98MPafr 5.0MPa设计满足要求，根据规最终结果需加 6mm磨耗层，并向上取整，取23cm。故方案 设计如下：面层选用普通混凝土，厚度为 0.23m ;基层选用水泥稳定碎石，厚度为0.20 m,底 基层选用水泥稳定碎石，厚度为 0.20m。普通混凝土板的尺寸选定为长 5m，宽4m。重力式挡土墙设计学号：班级：成绩：日期：2014年9月重力式挡土墙设计基本情况二级公路，路基宽8.5m，双车道路面，其中K0+007K0+027需拟设计路肩式挡土墙， 分段长度10m，端部设锥形护坡。要求设置普通重力式挡墙，墙身及基础采用浆砌片石（250# 片石，50#砂浆），砌体二22kN/m3,浆砌片石扩大基础下采用砂砾石材料（基础埋深为地面以 下1m）， = 0.6。墙后填筑普通粘性土，填土二18kN/m3,计算摩擦角 =30填土与墙背间 的摩擦角=12= 15地基承载应力标准值为fk=450kPa,圬工砌体的极限抗压强度为700kPa 极限抗弯拉强度为110kPa极限抗剪切强度为80kPa。、确定墙身断面构造与尺寸墙身断面如图1所示图1重力式挡土墙墙身断面(单位：cm)二、土压力计算库仑法适用条件：墙背倾斜、粗糙，墙后填土不水平，假定破裂面为平面、填料为砂性土 (c=0)、破坏土体为刚性。一般粘性土填料的水平填土也可近似用库仑法计算土压力。边界条件：路肩墙，无侧边坡，荷载布置在全宽围，刚好从墙侧布置，破裂角交于荷载中 部。采用库仑法计算主动土压力：1已知： arctan60 20016.7 ，30 ，15216.7301561.761 42车辆荷载换算：已知 H 2m时，q 20KPa; H 10m时，q 10KPa;故 h0 q 201.11m1811A0丄(aH2h0)(aH) 1Boab(bd)h。H (H2a2h)tan 2(02 2 1.11)(0 2)4.2222(2 2 0 2 1.11)-60200tantan严tan)(邑 tan A0)贝q tan0.507或 tan4.22(舍去)，所以，26 53Ea(A0 tancos(B。)-sin)18 (4.22tan 26 531.266)cos(26 53sin(26 53卫0丄 33.50kN61.7 )ExEa cos()18.50kN , EyEa sin()17.60 kN1.266三、墙体抗滑及抗倾覆稳定性验算(1)抗滑稳定性验算需满足.(09GQ1Ey)0.9G tan Q1 Ex取单位长度，可得:0.6 1.6G2.0 1 2248.4 kN2(0.9G Q1 Ey)0.9G tan 068.2kNQ1 Ex 1.4 18.5(0.9 48.4 1.4 17.60) 0.6 0.9 48.425.9kN故满足抗滑要求(2)抗倾稳定性验算需满足:0.9GZ GQ1( EyZxExZy)0Zg.4 2 2 .4 .62 (0.4 0.3) 2 0.6 2 (1 0.6 0.4(0.61.6) 2/2k11 2%/H 2.11tanO0.6)0.758mZyH /3 h0/3k1 0.842m,Zx B Zytan 1.6 0.842tan16.71.347m0.9GZgQl(EyZxExZy)0.9 48.4 0.758 1.4 (17.60 1.347 18.50 0.842) 44.4kN0故满足抗倾稳定性的要求。四、基底应力及合力偏心距验算N1 (G g Q1Ey W)cos oQ1ExSin o(48.4 1.2 1.4 17.60 0) cosO 1.4 18.50 sinO 82.72kNMgG (B/2 Zg)48.4 (1.6/2 O.758)2.O33kN mMeExZyEy(Zx 0.9)18.5O O.842 17.6O (1.853 0.9)1.1958kN mM 1.4Me 1.2Mg O.7655kN mM eN10.7655/82.72 O.OO9mB/61.6/6O.267mRnaxN16e82.722.2 (1o.。09)1.638.869kPaHmin2.26 0.009)1.636.331kPa基底合力偏心距要求：e 7 46 O4m，符合偏心距要求。1 1(b 3)2 2(h 0.5)45O O 4.4 18 (1 0.5) 49OkPaP38.869kPa1.2f1.2 49O 588kPa故满足地基承载力的要求。五、墙身断面强度验算1.强度计算（取1/2高处的水平断面）进行验算:2(a2ho)(a H )Bo1ab(bd)ho1 -H (H 22a 2ho)tan1 12O.4831.11ta ntan(cot tan )(邑 tan )A0则 tan0.507或 tan4.22 （舍去），所以,26 53 tan 0.507Ea(A0 tanB0)SH18 (1.610.507 0.483) CS56 5312.781kNsin 88 35Ex10.874kN,Ey 6.716kN又ki12/H 3.22Zy H /3 h)/3k10.448m, Zx BZy tan1.6 0.448tan16.71.466m因此 Zy 0.448m, Zx 1.466m, G 18.7kN1 0.2 1 2 0.2 0.6 1 (0.2 0.3)- Zg 232N G Ey(0.6 1.1) 1/2(0.6 1.1) 1 0.5 22 6.71625.416kN0.3 1 (1 0.3 0.2 0.3)30.475M 18.7(0.5 0.448)10.874 0.448 6.716 (1.4660.9)2.043kN mMeN2.043B0.080m0.267625.4161 256(-0)8所以1 12(|)21 256(0.267)81.612( 0.267)21.6NjG N G Q1 NQ1QiCQi NQi )0.749 0.85 700192.924 kN0.749 A1.0 (1.2 18.71 1.0 (0.6 1.1)0.85m221.4 6.716 0)31.8424kNNj 31.8424 kN因为此路肩墙牛1.25 10为矮墙，可以不考虑纵向稳定问题。k ARk / r2.31(2) 正截面直接受剪时验算QjEx 10.874kN0 8580ARj/ k fmN10.42 25.416 40.112kN Qj 10.874kN2.31综上所述，设计挡土墙符合要求。悬臂式挡土墙设计学号： 班级：成绩：日期：2014年9月悬臂式挡土墙设计A、容要求悬臂式挡土墙由立臂和墙底板组成，呈倒“ T”字型。其具有三个悬臂，即立臂、墙趾板 和墙踵板，适用于墙高小于6米的挡土墙，其形式如图2所示。悬臂式挡土墙的设计，包括墙身构造设计、墙身截面尺寸的拟定、结构稳定性和基底应 力验算以及墙身配筋计算等。墙身构造设计是指挡土墙的外形构造设计，一般悬臂式挡土墙 的外形即如上图所示；墙身截面尺寸的拟定是指已知部分条件，根据对挡土墙的使用要求设 计其它部位的尺寸；结构稳定性和基底应力验算是根据设计的一定尺寸的挡土墙，验算其在 荷载、土压力等因素作用下是否满足规的设计要求等。B工程实例某城市道路拓宽改造工程，采用轻型悬臂式路肩墙，其构造特点、荷载条件、道路状况 初步见图3：图2轻型悬臂式路肩墙其它资料:(1) 行车荷载：道路行车荷载为汽一20级，换算为汽车等代土层厚 Ho= 0.96m；(2) 墙后填土：墙后填土的容重1= 15kN/m3，摩擦角 =35o；(3) 墙前填土：墙前填土的容重2= 18kN/m3；(4) 墙底参数：基底摩擦系数 =0.4,地基承载应力值为f=200kPa；(5) 墙体参数：墙体采用30号混凝土浇筑，容重为3= 25kN/m3。C课程设计容1)根据以上工程实例资料，参照悬臂式挡墙设计容要求，设计该挡土墙2）将其改为普通重力式挡墙，重新设计该挡土墙，并比较其与悬臂式挡墙在结构形式和 计算方法方面的异同。（一）悬臂式挡土墙设计一、确定墙身断面构造与尺寸25LH.35210图3墙身结构设计图（单位：cm）墙身断面如图所示，各项数据符合作业设计要求，下面进行挡墙计算 二、力学计算1. 土压力计算墙外土体水平，墙背竖直且光滑，采用朗肯土压力理论进行土压力计算。2Ka tan (452tan (450.271汽车等效土层厚度：H。Pk 0.96mrc地面处水平应力：Ar1H0Ka 15 0.96 0.271 3.90kN/m2悬臂底B点水平应力：B r1(H0 3)Ka 15 3.96 0.271=16.1(kN / m2底板C点水平应力：2C 1(H。3 0.5)Ka 15 4.46 0.271=18.13cN /m由于挡土墙所受应力图为梯形，力臂难以确定，故将荷载产生的压力、力臂和土产生的 压力、力臂分开计算：荷载合力：ExA 3 3.90 3=11.7kN/m3荷载力臂：Zfi- 0.5 2mf121土压力：Ex( B A) 3 0.5 12.2 3=18.3kN/m1土压力臂：Zf23 0.5 1.5m232. 竖向荷载计算(1) 立板自重力0 250 35G1k S, 3二3 25 22.5kN /m20.25120.25 3 (0.1 )(0.1 3) 0.1立板重心坐标x1 0.5223 0.70m1 10.25 3 (0.1 3)2(2) 底板自重力G2k S, 3 =(1.25 0.35 0.5) 0.5 25 26.25kN/m1底板重心坐标 x2 ? (1.25 0.35 0.5) 1.05m(3) 地面均布荷载及填土的自重力：G3k(H。*A 3) 1.25 (0.96 1515 3) 1.25 74.25kN / m地面均布荷载及填土的总重心坐标x30.625 0.35 0.5 1.475m三、稳定性计算与分析1. 抗滑稳定性竖向力之和GkGik22.5 26.25 74.25123kN/m抗滑力T Gk f123 0.449.2kN /m滑移力Ex EX211.7 18.3 30kN / mKcGkfE49.2301.641.3故挡土墙抗滑稳定性满足要求。2. 抗倾覆稳定性稳定力矩:M2kG1kx1 G2kx2 G3kx3 22.5 0.7 26.25 1.05 74.25 1.475 152.8kNgn/m倾覆力矩:Mgk ExZf ExZf211.7 2 18.3 1.5 50.85kNgm/mKoM 2kM gk152.850.853.0011.5故挡土墙抗倾覆稳定性满足要求。四、基底应力与偏心距计算1.偏心距计算地面承载力采用设计荷载，各项荷载的分项系数查规可得：地面活荷载* 1.30 ；7土荷载y21.20 ；自重纸1.20, 竖向荷载引起的弯矩：Mv (Gk% G2k92 G3kg3)1.2 H m B3 X3 0.1186.015kNgm/m水平力引起的弯矩Mh 1.3Ex1gZf1 1.2Ex,gZf21.3 11.7 2 1.2 18.3 1.5 63.36kNgm/m总竖向力：Gk1.2(G1k G2k Qk) 0.1H0r1B3 123 1.2 0.096 15 1.25 149.4kN/m初始偏心距:186.015 63.36 e149.4偏心距：0.821mB 2 1bq e0.8210.2290.35m2 2 6基底应力计算；max 乞(1 6e)149.4(16 0.229)117.69 24.60 KN /m2B B 2.12.11.2f240kPa故挡土墙基底应力满足要求（二）改为重力式挡土墙、确定墙身断面构造与尺寸图4重力式挡墙设计构造(单位：cm)墙身断面如图所示,H=4m，顶宽0.8m，底宽取0.8+4*0.35=2.2m，下面进行挡墙计算。二、力学计算1. 土压力计算 填土表面水平，墙背竖直且光滑，用朗肯土压力理论公式。H42。35。Ea(2Ho H)riKa - (2 0.96 4) 15 tg (45) 48.13kN/m22 2力臂大小：乙H 3H1 刑4 3 0.96 15 15 4 dgg=1.55m3 2h1 rH3 2 0.96 15 15 42.挡土墙自重及重心计算浆砌块石重度* 22kN / mx-i1.2 0.8m ，为简便计算，将挡土墙划分为三角形和矩形，分别计算重 心和自重。1三角形自重：G1 S 4=2 1.2 4 22 52.8kN/m矩形自重：G21 4 22 88kN/mG和G2作用点距墙趾O点的水平距离:1.2 丄 11.7m2三、稳定性计算1. 抗滑稳定性计算(G1 G?)(52.8+88) 0.6Ea48.131.76 1.3 Kc故挡土墙抗滑稳定性满足要求。3.2抗倾覆稳定性KtGX|G2X2Ea Zf弦8 8 8872.571.648.13 1.55故挡土墙抗倾覆稳定性满足要求。四、基底承载力与偏心距计算总竖向力：V G G2 52.8 88 140.8kN/m合力作用点距墙趾0点的水平距离：XoG1X1 G2X2 Ea乙528 0.8 887 48.1355=0.833m140.8偏心距：eXo2.220.8330.267B0.367m6最大压应力:B(14?) 110.604kPa2.2最小压应力:RninB(1叫2.247) 17.396kPa2.21P（Pmax2故基底应力符合要求。平均压应力:1Pmin)(110.604 17.396) 64kPa f2f 200kPa200kPa200kPa五、墙身强度验算根据设计要求，仅验算墙身的 该截面上的水平压力：1/2截面处的强度:Ea1 2(2H0 hMKa-(2 0.96 2) 15 tg2(45215.93kN /m水平压力力臂:h 3H 0r1 r1hZf1 g3 2H0a r1h2 3 0.96 15 15 23 2 0.96 15 15 2=0.83m截面上的自重（划分为三角形和矩形分别计算）：G310.6 2 2213.2kN /mG41 2 22 44kN / m截面上的竖向力之和:G 13.2 44 57.2kN/mG和G2作用点到截面前缘点0点的水平距离:2 x30.6 0.4mX4 0.6+0.5 1.1m3 ,合力作用点至1/2截面最远处A点水平距离:G3X3G4X4Ea1Zf1 13.2 0.4 44 1.1 15.93 0.83 ”Xan 7f|7 m5 i i 111G57.2偏心距：e SXa1.60.7070.093m 如 0.267m226截面上的法向应力验算:max min(1 6e1) 57(1 6 0.093) 48.22 23.28 KN / m2 bid 1.61.6故截面强度符合要求。综上，挡土墙的设计符合要求六、重力式挡土墙与悬臂式挡土墙的异同1. 共同点：均是目前较为常用的挡土墙形式。2. 不同点：（1）重力式挡土墙：重力式挡土墙依靠墙身自身重力支撑土压力来维持其稳定，形式简 单，墙背竖直，施工方便，不需配筋，土压力计算简便。（2）悬臂式挡土墙：悬臂式挡土墙由立臂和底板构成，有三个悬臂，即立臂、趾板和踵 板，墙身断面较小，属于轻型挡墙，但需要配筋，结构的稳定性依靠踵板上的填土重量来保 证。