路基與路面工程課程設(shè)計(jì)任務(wù)書題目:重力式擋土墻設(shè)計(jì)(一)初始條件：漿砌片石重力式仰斜路堤墻，墻頂填土邊坡1:1.5，墻身縱向分段長度為10m；路基寬度26m，路肩寬度3.0m;(2)基底傾斜角a0:tana°二0.190,取汽車荷載邊緣距路肩邊緣d=0.5m;(3)設(shè)計(jì)車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值按公路-1級汽車荷載采用，即相當(dāng)于汽車一超20級、掛車—120(驗(yàn)算荷載)；(4)墻后填料砂性土容重丫=18kN/m3，填料與墻背的外摩擦角t=0.50:粘性十地基與漿砌片石基底的摩擦系數(shù)M=0.30,地基容許承載力[b]=250kP:0a(5)墻身采用2.5號砂漿砌25號片石，圬工容重丫=22kN/m3，容許壓應(yīng)力k[b]=600kP，容許剪應(yīng)力[t]=[b」=100kP，容許拉應(yīng)力[b]=60kP:aajaLa墻后砂性土填料的內(nèi)摩擦角0: 34°墻面與墻背平行，墻背仰斜坡度(1:n): 1:0.25墻高H:7m墻頂填土高a: 3.0m(二)要求完成的主要任務(wù)：按《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30-2004“5.4擋土墻”一節(jié)，采用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法進(jìn)行設(shè)計(jì):1)車輛荷載換算:（2）計(jì)算墻后主動(dòng)土壓力E及其作用點(diǎn)位置；a（3）設(shè)計(jì)擋土墻截面，墻頂寬度和基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合規(guī)范要求。進(jìn)行抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算及抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算；（4）基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算與地基承載力驗(yàn)算；（5）擋土墻正截面強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算。重力式擋土墻設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)擋土墻墻高H=7m,取基礎(chǔ)埋置深度D=1.5m,擋土墻縱向分段長度取L=10m;路基寬度26m，路肩寬度3.0m；墻面與墻背平行，墻背仰斜，仰斜坡度1:0.25，=-14.03°,墻底（基底）傾斜度tanJ0=0.190,傾斜角a°=10.76°;墻頂填土高度a=3.0m，填土邊坡坡度1:1.5,0=arctan（1.5）-1=33.69°,汽車荷載邊緣距路肩邊緣d=0.5m墻后填土砂性土內(nèi)摩擦角?=34°，填土與墻背外摩擦角5=e/2=17。,填土容重丫=18kN/m3;粘性土地基與漿砌片石基底的摩擦系數(shù)p=0.30;墻身采用2.5號砂漿砌25號片石，墻身砌體容重丫k=22kN/m3，砌體容許壓應(yīng)力[◎a]=600kPa,砌體容許剪應(yīng)力[t]=100kPa,砌體容許拉應(yīng)力[&wi]=60kPa；地基容許承載力L°]=250kPa。車輛荷載換算

h01418h014180.78m主動(dòng)土壓力計(jì)算3.1計(jì)算破裂角。.ab+2h(b+d)-H(H+2a+2h)tanaA= 0 0—(H+a)(H+a+2h)0=3x4.5+2x0.78x(4.5+0.5)-7x(7+2x3+2x0.78)tan(-14.03。)(7+3)x(7+3+2x0.78)=0.4s=^+a+5=34。-14.03。+17。=36.97。tan9=-tans±.J(cot申+tan?)(tans+A)=-tan36.97?！繨(cot34。+tan36.97°)(tan36.97。+0.4)=0.869=40.69。墻底到路肩的水平距離為3.75m，路肩寬3m,墻底至破裂面與路基交點(diǎn)距離為(7+2.5)x0.86=8.17m,3+3.75=6.75<8.17破裂面交于荷載內(nèi)進(jìn)行計(jì)算直線形仰斜墻背，且墻背傾角a較小，不會出現(xiàn)第二破裂面。3.2計(jì)算主動(dòng)土壓力e及其作用點(diǎn)位置a3.2.1計(jì)算主動(dòng)土壓力Eah2=tan9+tana=0.86-0.25=。"亦

ib-atan0h=3tan0+tana4.5-3x0.860.86-0.25=3.1mK=4.5-3x0.860.86-0.25=3.1ma sin(0+3)=心(40.7°+34°) 40.7。+tan(-14.03。)]sin(40.7°+36.97。)=0.16h=H-h-h=7-0.82-3.1=3.18mTOC\o"1-5"\h\z1 2 32a h 2hh=1+ (1--^)+ iH 2H H2=i+辺(i-2!)+2x0-78x3-187 2x7 4911E=—yH2KK=—x18x49x0.16x1.29a2a12=91.02kN.mE=Ecos(a+8)=91.02xcos(17°-14.03。)=90.9kNmTOC\o"1-5"\h\zx aE=Esin(a+8)=91.02xsin(17°-14.03°)=4.72k^/my a '3.2.2計(jì)算主動(dòng)土壓力的合力作用點(diǎn)位置Ha(H-h)2+hh(3h-2H)Z= + 3 ^-1 —x3 3H2K173x(7-3.1)2+0.78x3.18x(3x3.18-2x7)—+—3 3x49x1.29=2.55mB=b+btanatana=1.7+1.7xtan(-14.03。)x0.190110=1.61mZ=B-Ztana=1.61+2.55x0.25=2.25myx墻底(基底)傾斜，需把求得的Zx、Zy修正為Zx1、Zy1，即：Zx1=Zx

b1tanao，Zyi二b1-Zx1tana(見“附錄”的圖)Z二Z—btana二2.55—1.7x0.190二2.18mx1 x 1 0Z二b—Ztana=1.7—2.18xtan(—14.03°)二2.24my1 1 x13.3被動(dòng)土壓力墻前的被動(dòng)土壓力忽略不計(jì)。偏于安全。4擋土墻計(jì)算只對荷載組合II進(jìn)行計(jì)算。4.1擬定擋土墻頂寬經(jīng)試算，取擋土墻頂寬為b=1.6m14.2抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算墻身體積計(jì)算：=b(H一btana)=1.6x(7一1.6x0.190)=10.71m31110=0.5b2tana=0.5x1.62x0.190=0.24m3210=V+V=10.71+0.24=10.95m312墻身自重計(jì)算:G1=V丫=10.71x22=235.62kN,G2二Vy=0.24x22=5.28kN,11k22kG=G+G=235.62+5.28=240.9kN12抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算：1.1G+y(E+Etana)[+(1.1G+yE)tana-yEQ1yx0 Q1y0 Q1x=1.1x240.9+1.4x(4.72+90.9x0.190)Jx0.3+(1.1x240.9+1.40x4.72)x0.190一1.40x90.9=13.08>0墻身自重力臂計(jì)算：Z=0.5[(H-btana)-n+b]=0.5xK7-1.6x0.190)x0.25+1.6J=1.65G1 1 0 1Z=[1/2+1/3(1/2一tanatanaZ=[1/2+1/3(1/2一tanatana)]b=G2 01(GZ1_(235.62x1.65+5.28x1.09)4…(GZ1_N=G+G+E=240.9+4.72=245.62kN12y抗滑穩(wěn)定系數(shù):少[N+Etana屮 卜45.62+90.9x0.190】x0.3 _qK二 xo二 二1.7>丄.3cE-Ntana 90.9-245.62x0.190x0滿足要求4.3抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算0.8GZ+丫(EZ-EZ)二0.8x240.9x1.63+1.4x(4.72x2.25-90.9x2.55)G Q1 yy1 xx1二4.5>0抗傾覆穩(wěn)定系數(shù):GZ+GZ+EZK= ―G1 2_G2 y__y10 EZxx1_235.62x1.65+5.28x1.09+4.72x2.2490.9x2.18_2.04>1.5滿足要求基底合力偏心距驗(yàn)算N至墻趾A的距離GZ+GZ+EZ-EZZJ— 1G1 2G2 yy1 xx1N N_235.62x1.65+5.28x1.09+4.72x2.24-90.9x2.18245.62_0