巖體力學(xué)課程設(shè)計(jì)

1、巖石力學(xué)課程設(shè)計(jì)巖石力學(xué)課程設(shè)計(jì)抗滑擋土墻課程設(shè)計(jì)（勘查技術(shù)與工程專業(yè)）專 業(yè)： 勘查技術(shù)與工程班級(jí)學(xué)號(hào)： 勘查1002 13號(hào)姓 名： 郭華江指導(dǎo)教師： 張 鵬學(xué) 期： 20122013第一學(xué)期 南京工業(yè)大學(xué)交通學(xué)院2013年01月目錄一、設(shè)計(jì)題目3二、設(shè)計(jì)資料3三、設(shè)計(jì)計(jì)算4 1、剩余下滑力計(jì)算42、安全墻高的計(jì)算4四、抗滑擋墻尺寸擬定5五、基本參數(shù)計(jì)算51、擋墻重量斷面面積52、前趾填土重量53、后趾填土重量64、滑坡推力65、墻前被動(dòng)土壓力(按郎肯土壓力理論計(jì)算) 66、墻后主動(dòng)土壓力：(庫侖土壓力理論計(jì)算) 6六、穩(wěn)定性驗(yàn)算8 1、抗滑穩(wěn)定性計(jì)算82、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算83、基底應(yīng)力及

2、合力偏心距驗(yàn)算8七、墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算91、法向應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算92、應(yīng)力驗(yàn)算9八、附圖11抗滑擋土墻課程設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)題目二、設(shè)計(jì)資料如圖1-1，擬采取修建重力式抗滑擋土墻支擋措施。滑面為折線型，抗滑面傾角變化分為7段，每段滑面長(zhǎng)度為4m,滑面與水平面的夾角從高到低分別為300，250，200 ，150, 100, 50, 00, 坡面與水平面的夾角為150，各段滑面的內(nèi)摩擦角均為110，粘聚力C = 0。驗(yàn)算沿墻頂滑出的可能性時(shí)，墻后滑體的內(nèi)摩擦角=400，粘聚力C=25，=24KN/m3;墻前回填高度按2.5m考慮，=19 KN/m3 ，=300，粘聚力C=10。墻體采用片石混凝土，基礎(chǔ)置于

3、中風(fēng)化泥巖層上，其容許承載力為800kPa;墻體與泥巖摩擦系數(shù)取0.5。要求滑動(dòng)穩(wěn)定系數(shù)KC1.3，傾覆穩(wěn)定系數(shù)K01.6。圖1-1.滑坡斷面圖（單位：mm）三、設(shè)計(jì)計(jì)算 1、剩余下滑力計(jì)算 剩余下滑力具體計(jì)算見表1-1，大小為 156.77 kN，方向與水平方向成 100角。剩余下滑力計(jì)算表（安全系數(shù)Fst =1.3） 表1-1 塊段面積（m2）重度sKN/m3滑面傾角0抗剪強(qiáng)度下滑力Ti (kN/m)阻滑力Ri (kN/m)傳遞系數(shù)剩余下滑力Pi(KN/m)C(kPa)0Ss sinSs costg+cl11.85243001122.27.470.9821.3925/p>

4、.547.8281.4437.40242001160.7432.44126.3348.31241501151.6237.45153.4657.74241001132.2635.56156.7765.6624501111.8426.30142.7372.1224001109.89129.99注：1、傳遞系數(shù)=cos(i-1 i ) sin(i-1 i )tgi 2、剩余下滑力P= Pi-1+ FstTi Ri 由表1-1可知，最終下滑力取 P = 156.77 KN/m 2、安全墻高的計(jì)算（1）、 根據(jù)推力計(jì)算中所擬定的墻高自墻背頂點(diǎn)向下作與水平線成（450/2 ） 傾角的Aa線與滑面相交于a點(diǎn)

5、，并在此線以上每隔50作出Ab, Ac, 等線（圖1-2），求算出這些虛擬滑面的剩余下滑力并列于表1-2中。某滑坡自墻頂滑出的驗(yàn)算表（K=1.3） 表1-2虛擬滑面滑面面積S(m2)重度(kN/m3)滑動(dòng)面傾角 ° 抗剪強(qiáng)度下滑力Ti(kN/m)阻滑力Ri(kN/m)傳遞系數(shù)剩余下滑力（kN/m）C（kPa） °S1a2.46241001110.2511.300.98152.42aA2.8324-252540-28.70 128.15 0.34-113.64S1b1.3624100115.686.250.98 151.52bA3.4524-202540-28.32 153.

6、040.45-121.67 S2c7.41241501146.0333.390.98 150.25cA4.6324-152540-28.76 201.56 0.45-171.34 S2d5.50241501134.1624.780.98 143.43dA5.5824-102540-23.25 242.420.55-193.76 （2）、從上表計(jì)算結(jié)果表明，出現(xiàn)剩余下滑力的負(fù)值峰值，說明所擬墻高和埋深均屬適當(dāng)。四、擋土墻尺寸擬定 根據(jù)上述計(jì)算，擋土墻尺寸擬定見如圖1-3 圖1-3擋土墻斷面尺寸五、基本參數(shù)計(jì)算 根據(jù)上述述滑坡推力的結(jié)果，下滑力大小為P = 156.77 KN/m，方向與水平方向成

7、100 夾角，作用點(diǎn)在位于墻后滑坡體12高位置。土壓力計(jì)算中，墻前被動(dòng)土壓力采用朗金土壓力理論計(jì)算；墻后主動(dòng)土壓力按庫侖土壓力理論計(jì)算，然后與滑坡推力比較，取大者進(jìn)行計(jì)算。各力作用位置如圖4所示(相對(duì)于墻趾O點(diǎn))。1.擋墻重量及斷面面積S = 17.832 m2 G = 17.832 × 24 = 427.968 KN/m2.前趾填土重量 W2=0.5 ×(1.36+1) ×3.6×24 =10 W1 =0.5 ×(0.8+1.9) ×2.2×19 = 56.43 KN/m3.后趾填土重量1.952 KN/m圖1-4各力作用

8、位置圖4.滑坡推力：P=156.77 KN/m Px = P ×cos100 = 154.39 KN/m Py = p ×sin100 = 27.22 KN/m 5.墻前被動(dòng)土壓力(按郎肯土壓力理論計(jì)算)： Kp = tg2（450 +2）= tg2600 = 3 , = EP = 2cH + 0.5 H2 Kp = 214.15KN/m m6.墻后主動(dòng)土壓力：(庫侖土壓力理論計(jì)算)=40 º,=1/3=13.7 º,=5.7 º,=15 º算得，Ka=0.45Ea=1/2rH2Ka=1/2 ×24 ×3.62&#

9、215;0.45=69.98KN/mEax=Eacos=Eacos(+)=69.98cos19°=66.17kNEay=Easin=Easin(+)=69.98sin19°=22.78kN 由上計(jì)算可知，應(yīng)按滑坡推力來設(shè)計(jì)擋墻，以上計(jì)算數(shù)據(jù)見表3。 斷面參數(shù)一覽表 表3編號(hào)項(xiàng)目作用力（KN）力臂（m）彎矩（KN·m）備注水平向豎向1擋墻0427.9682.941258.23穩(wěn)定力矩2前趾填土056.430.7140.073后趾填土0101.435.4172.394墻前被動(dòng)土壓力214.1500.73156.335墻后主動(dòng)土壓力66.1722.781.2579.41

10、13.96下滑力153.3027.032.715418.4136.1注：力臂為相對(duì)前趾的距離。六、穩(wěn)定性驗(yàn)算1.抗滑穩(wěn)定性算按未設(shè)傾斜基底驗(yàn)算時(shí)，Kc=滿足要求。2.抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算故滿足要求。 3.基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算 如圖5所示，將豎向力N和水平方向力Ex分別按傾斜基底的法向分解：傾斜基底法向力N對(duì)墻趾的力臂為ZN： 傾斜基底的合力偏心距e為：,(泥巖)，故滿足要求。 圖1-5 基礎(chǔ)偏心驗(yàn)算示意圖七、墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算1.法向應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算(斷面，如下圖)圖1-6 法向應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算示意圖 KNKN/mKN/m滿足（20號(hào)片石混凝土）滿足要求2.應(yīng)力驗(yàn)算水平方向剪應(yīng)力驗(yàn)算(斷面，如下