路基路面工程課程設計之一-擋土墻驗算

./課程名稱：路基路面工程設計題目：重力式擋土墻驗算院系：土木工程專業(yè)：工程造價年級：姓名：學號：指導教師：成績指導教師<簽章>年月日西南交通大學峨眉校區(qū).目錄第1章任務書和指導書1第2章理正軟件驗算擋土墻穩(wěn)定性2參考文獻3.第1章任務書和指導書某漿砌片石重力式路堤擋土墻,斷面尺寸如圖1所示,填料容重γ＝18kN/m3,摩擦角φ＝35°；砌體容重γ＝23kN/m3,墻背摩擦角δ＝φ/2；地基土容重γ0＝19kN/m3,摩擦系數(shù)f0＝0.80,基底摩撓系數(shù)f＝0.50,地基承載力[σ]＝800kPa,擋土墻分段長度10m；路基寬8.5m,踏肩寬0.75m。圖1漿砌片石重力式路堤擋土墻車輛荷載為公路Ⅰ級荷載。擋土墻的墻高H2變化〔見表1,其它幾何參數(shù)保持不變。試按主要組合荷載,利用理正軟件驗算擋土墻的穩(wěn)定性。表1擋土墻的墻高H2變化學號末尾2位數(shù)k0-1516-3031-4546-6061-7576-99墻高H2〔m3.03.54.04.55.05.5請參考理正軟件中的學習資料,練習使用該軟件。將最后的結果粘貼在設計文本中。..第2章理正軟件驗算擋土墻穩(wěn)定性重力式擋土墻驗算[執(zhí)行標準：公路]計算項目：重力式擋土墻1計算時間：2014-11-0422:52:42星期二原始條件:墻身尺寸:墻身高:4.350<m>墻頂寬:1.150<m>面坡傾斜坡度:1:0.250背坡傾斜坡度:1:-0.250采用1個擴展墻址臺階:墻趾臺階b1:0.200<m>墻趾臺階h1:0.500<m>墻趾臺階與墻面坡坡度相同墻底傾斜坡率:0.100:1物理參數(shù):圬工砌體容重:23.000<kN/m3>圬工之間摩擦系數(shù):0.400地基土摩擦系數(shù):0.500砌體種類:片石砌體砂漿標號:5石料強度<MPa>:30擋土墻類型:一般擋土墻墻后填土摩擦角:35.000<度>墻后填土粘聚力:0.000<kPa>墻后填土容重:18.000<kN/m3>墻背與墻后填土摩擦角:17.500<度>地基土容重:19.000<kN/m3>修正后地基土容許承載力:800.000<kPa>地基土容許承載力提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù):1.200墻踵值提高系數(shù):1.300平均值提高系數(shù):1.000墻底摩擦系數(shù):0.500地基土類型:土質地基地基土摩擦角:30.000<度>土壓力計算方法:庫侖坡線土柱:坡面線段數(shù):2折線序號水平投影長<m>豎向投影長<m>換算土柱數(shù)13.0002.000028.5000.0000坡面起始距離:0.000<m>地面橫坡角度:20.000<度>墻頂標高:0.000<m>擋墻分段長度:10.000<m>=====================================================================第1種情況:組合1=============================================組合系數(shù):1.0001.擋土墻結構重力分項系數(shù)=1.000√2.墻頂上的有效永久荷載分項系數(shù)=1.000√3.墻頂與第二破裂面間有效荷載分項系數(shù)=1.000√4.填土側壓力分項系數(shù)=1.000√5.車輛荷載引起的土側壓力分項系數(shù)=1.000√=============================================[土壓力計算]計算高度為4.482<m>處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=39.132<度>按實際墻背計算得到:第1破裂角：39.132<度>Ea=47.063Ex=46.977Ey=2.843<kN>作用點高度Zy=1.578<m>墻身截面積=5.191<m2>重量=119.402kN<一>滑動穩(wěn)定性驗算基底摩擦系數(shù)=0.500采用傾斜基底增強抗滑動穩(wěn)定性,計算過程如下:基底傾斜角度=5.711<度>Wn=118.810<kN>En=7.504<kN>Wt=11.881<kN>Et=46.461<kN>滑移力=34.580<kN>抗滑力=63.157<kN>滑移驗算滿足:Kc=1.826>1.300滑動穩(wěn)定方程驗算：滑動穩(wěn)定方程滿足:方程值=35.884<kN>>0.0 地基土摩擦系數(shù)=0.500地基土層水平向:滑移力=46.977<kN>抗滑力=61.947<kN>地基土層水平向:滑移驗算滿足:Kc2=1.319>1.300<二>傾覆穩(wěn)定性驗算相對于墻趾點,墻身重力的力臂Zw=1.289<m>相對于墻趾點,Ey的力臂Zx=1.712<m>相對于墻趾點,Ex的力臂Zy=1.446<m>驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩=67.947<kN-m>抗傾覆力矩=158.790<kN-m>傾覆驗算滿足:K0=2.337>1.500傾覆穩(wěn)定方程驗算：傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=60.059<kN-m>>0.0<三>地基應力及偏心距驗算基礎為天然地基,驗算墻底偏心距及壓應力取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基承載力和偏心距作用于基礎底的總豎向力=126.313<kN>作用于墻趾下點的總彎矩=90.843<kN-m>基礎底面寬度B=1.324<m>偏心距e=-0.057<m>基礎底面合力作用點距離基礎趾點的距離Zn=0.719<m>基底壓應力:趾部=70.612踵部=120.245<kPa>最大應力與最小應力之比=120.245/70.612=1.703作用于基底的合力偏心距驗算滿足:e=-0.057<=0.167*1.324=0.221<m>墻趾處地基承載力驗算滿足:壓應力=70.612<=960.000<kPa>墻踵處地基承載力驗算滿足:壓應力=120.245<=1040.000<kPa>地基平均承載力驗算滿足:壓應力=95.429<=800.000<kPa><四>基礎強度驗算基礎為天然地基,不作強度驗算<五>墻底截面強度驗算驗算截面以上,墻身截面積=5.102<m2>重量=117.357kN相對于驗算截面外邊緣,墻身重力的力臂Zw=1.296<m>相對于驗算截面外邊緣,Ey的力臂Zx=1.712<m>相對于驗算截面外邊緣,Ex的力臂Zy=1.446<m>[容許應力法]:法向應力檢算:作用于驗算截面的總豎向力=120.201<kN>作用于墻趾下點的總彎矩=89.026<kN-m>相對于驗算截面外邊緣,合力作用力臂Zn=0.741<m>截面寬度B=1.350<m>偏心距e1=-0.066<m>截面上偏心距驗算滿足:e1=-0.066<=0.250*1.350=0.338<m>截面上壓應力:面坡=63.062背坡=115.013<kPa>壓應力驗算滿足:計算值=115.013<=800.000<kPa>切向應力檢算:剪應力驗算滿足:計算值=-0.818<=80.000<kPa>[極限狀態(tài)法]: 重要性系數(shù)γ0=1.000驗算截面上的軸向力組合設計值Nd=120.201<kN> 軸心力偏心影響系數(shù)αk=0.972擋墻構件的計算截面每沿米面積A=1.350<m2> 材料抗壓極限強度Ra=1600.000<kPa> 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)γf=2.310偏心受壓構件在彎曲平面的縱向彎曲系數(shù)Ψk=0.956計算強度時: 強度驗算滿足:計算值=120.201<=909.269<kN> 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足:計算值=120.201<=869.221<kN><六>臺頂截面強度驗算[土壓力計算]計算高度為3.850<m>處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=39.765<度>按實際墻背計算得到:第1破裂角：39.765<度>Ea=36.049Ex=35.983Ey=2.178<kN>作用點高度Zy=1.346<m>墻身截面積=4.427<m2>重量=101.832kN[強度驗算]驗算截面以上,墻身截面積=4.427<m2>重量=101.832kN相對于驗算截面外邊緣,墻身重力的力臂Zw=1.056<m>相對于驗算截面外邊緣,Ey的力臂Zx=1.487<m>相對于驗算截面外邊緣,Ex的力臂Zy=1.346<m>[容許應力法]:法向應力檢算:作用于驗算截面的總豎向力=104.010<kN>作用于墻趾下點的總彎矩=62.356<kN-m>相對于驗算截面外邊緣,合力作用力臂Zn=0.600<m>截面寬度B=1.150<m>偏心距e1=-0.025<m>截面上偏心距驗算滿足:e1=-0.025<=0.250*1.150=0.287<m>截面上壓應力:面坡=78.876背坡=102.012<kPa>壓應力驗算滿足:計算值=102.012<=800.000<kPa>切向應力檢算:剪應力驗算滿足:計算值=-4.888<=80.000<kPa>[極限狀態(tài)法]: 重要性系數(shù)γ0=1.000驗算截面上的軸向力組合設計值Nd=104.010<kN> 軸心力偏心影響系數(shù)αk=0.995擋墻構件的計算截面每沿米面積A=1.150<m2> 材料抗壓極限強度Ra=1600.000<kPa> 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)γf=2.310偏心受壓構件在彎曲平面的縱向彎曲系數(shù)Ψk=0.953計算強度時: 強度驗算滿足:計算值=104.010<=792.217<kN> 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足:計算值=104.010<=754.600<kN>=====================================================================第2種情況:組合2=============================================組合系數(shù):1.0001.擋土墻結構重力分項系數(shù)=1.000√2.墻頂上的有效永久荷載分項系數(shù)=1.000√3.墻頂與第二破裂面間有效荷載分項系數(shù)=1.000√4.填土側壓力分項系數(shù)=1.000√5.車輛荷載引起的土側壓力分項系數(shù)=1.000√=============================================[土壓力計算]計算高度為4.482<m>處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=39.132<度>按實際墻背計算得到:第1破裂角：39.132<度>Ea=47.063Ex=46.977Ey=2.843<kN>作用點高度Zy=1.578<m>墻身截面積=5.191<m2>重量=119.402kN<一>滑動穩(wěn)定性驗算基底摩擦系數(shù)=0.500采用傾斜基底增強抗滑動穩(wěn)定性,計算過程如下:基底傾斜角度=5.711<度>Wn=118.810<kN>En=7.504<kN>Wt=11.881<kN>Et=46.461<kN>滑移力=34.580<kN>抗滑力=63.157<kN>滑移驗算滿足:Kc=1.826>1.300滑動穩(wěn)定方程驗算：滑動穩(wěn)定方程滿足:方程值=35.884<kN>>0.0 地基土摩擦系數(shù)=0.500地基土層水平向:滑移力=46.977<kN>抗滑力=61.947<kN>地基土層水平向:滑移驗算滿足:Kc2=1.319>1.300<二>傾覆穩(wěn)定性驗算相對于墻趾點,墻身重力的力臂Zw=1.289<m>相對于墻趾點,Ey的力臂Zx=1.712<m>相對于墻趾點,Ex的力臂Zy=1.446<m>驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩=67.947<kN-m>抗傾覆力矩=158.790<kN-m>傾覆驗算滿足:K0=2.337>1.500傾覆穩(wěn)定方程驗算：傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=60.059<kN-m>>0.0<三>地基應力及偏心距驗算基礎為天然地基,驗算墻底偏心距及壓應力取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基承載力和偏心距作用于基礎底的總豎向力=126.313<kN>作用于墻趾下點的總彎矩=90.843<kN-m>基礎底面寬度B=1.324<m>偏心距e=-0.057<m>基礎底面合力作用點距離基礎趾點的距離Zn=0.719<m>基底壓應力:趾部=70.612踵部=120.245<kPa>最大應力與最小應力之比=120.245/70.612=1.703作用于基底的合力偏心距驗算滿足:e=-0.057<=0.167*1.324=0.221<m>墻趾處地基承載力驗算滿足:壓應力=70.612<=960.000<kPa>墻踵處地基承載力驗算滿足:壓應力=120.245<=1040.000<kPa>地基平均承載力驗算滿足:壓應力=95.429<=800.000<kPa><四>基礎強度驗算基礎為天然地基,不作強度驗算<五>墻底截面強度驗算驗算截面以上,墻身截面積=5.102<m2>重量=117.357kN相對于驗算截面外邊緣,墻身重力的力臂Zw=1.296<m>相對于驗算截面外邊緣,Ey的力臂Zx=1.712<m>相對于驗算截面外邊緣,Ex的力臂Zy=1.446<m>[容許應力法]:法向應力檢算:作用于驗算截面的總豎向力=120.201<kN>作用于墻趾下點的總彎矩=89.026<kN-m>相對于驗算截面外邊緣,合力作用力臂Zn=0.741<m>截面寬度B=1.350<m>偏心距e1=-0.066<m>截面上偏心距驗算滿足:e1=-0.066<=0.250*1.350=0.338<m>截面上壓應力:面坡=63.062背坡=115.013<kPa>壓應力驗算滿足:計算值=115.013<=800.000<kPa>切向應力檢算:剪應力驗算滿足:計算值=-0.818<=80.000<kPa>[極限狀態(tài)法]: 重要性系數(shù)γ0=1.000驗算截面上的軸向力組合設計值Nd=120.201<kN> 軸心力偏心影響系數(shù)αk=0.972擋墻構件的計算截面每沿米面積A=1.350<m2> 材料抗壓極限強度Ra=1600.000<kPa> 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)γf=2.310偏心受壓構件在彎曲平面的縱向彎曲系數(shù)Ψk=0.956計算強度時: 強度驗算滿足:計算值=120.201<=909.269<kN> 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足:計算值=120.201<=869.221<kN><六>臺頂截面強度驗算[土壓力計算]計算高度為3.850<m>處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=39.765<度>按實際墻背計算得到:第1破裂角：39.765<度>Ea=36.049Ex=35.983Ey=2.178<kN>作用點高度Zy=1.346<m>墻身截面積=4.427<m2>重量=101.832kN[強度驗算]驗算截面以上,墻身截面積=4.427<m2>重量=101.832kN相對于驗算截面外邊緣,墻身重力的力臂Zw=1.056<m>相對于驗算截面外邊緣,Ey的力臂Zx=1.487<m>相對于驗算截面外邊緣,Ex的力臂Zy=1.346<m>[容許應力法]:法向應力檢算:作用于驗算截面的總豎向力=104.010<kN>作用于墻趾下點的總彎矩=62.356<kN-m>相對于驗算截面外邊緣,合力作用力臂Zn=0.600<m>截面寬度B=1.150<m>偏心距e1=-0.025<m>截面上偏心距驗算滿足:e1=-0.025<=0.250*1.150=0.287<m>截面上壓應力:面坡=78.876背坡=102.012<kPa>壓應力驗算滿足:計算值=102.012<=800.000<kPa>切向應力檢算:剪應力驗算滿足:計算值=-4.888<=80.000<kPa>[極限狀態(tài)法]: 重要性系數(shù)γ0=1.000驗算截面上的軸向力組合設計值Nd=104.010<kN> 軸心力偏心影響系數(shù)αk=0.995擋墻構件的計算截面每沿米面積A=1.150<m2> 材料抗壓極限強度Ra=1600.000<kPa> 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)γf=2.310偏心受壓構件在彎曲平面的縱向彎曲系數(shù)Ψk=0.953計算強度時: 強度驗算滿足:計算值=104.010<=792.217<kN> 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足:計算值=104.010<=754.600<kN>=====================================================================第3種情況:組合3=============================================組合系數(shù):1.0001.擋土墻結構重力分項系數(shù)=1.000√2.墻頂上的有效永久荷載分項系數(shù)=1.000√3.墻頂與第二破裂面間有效荷載分項系數(shù)=1.000√4.填土側壓力分項系數(shù)=1.000√5.車輛荷載引起的土側壓力分項系數(shù)=1.000√=============================================[土壓力計算]計算高度為4.482<m>處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=39.132<度>按實際墻背計算得到:第1破裂角：39.132<度>Ea=47.063Ex=46.977Ey=2.843<kN>作用點高度Zy=1.578<m>墻身截面積=5.191<m2>重量=119.402kN<一>滑動穩(wěn)定性驗算基底摩擦系數(shù)=0.500采用傾斜基底增強抗滑動穩(wěn)定性,計算過程如下:基底傾斜角度=5.711<度>Wn=118.810<kN>En=7.504<kN>Wt=11.881<kN>Et=46.461<kN>滑移力=34.580<kN>抗滑力=63.157<kN>滑移驗算滿足:Kc=1.826>1.300滑動穩(wěn)定方程驗算：滑動穩(wěn)定方程滿足:方程值=35.884<kN>>0.0 地基土摩擦系數(shù)=0.500地基土層水平向:滑移力=46.977<kN>抗滑力=61.947<kN>地基土層水平向:滑移驗算滿足:Kc2=1.319>1.300<二>傾覆穩(wěn)定性驗算相對于墻趾點,墻身重力的力臂Zw=1.289<m>相對于墻趾點,Ey的力臂Zx=1.712<m>相對于墻趾點,Ex的力臂Zy=1.446<m>驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩=67.947<kN-m>抗傾覆力矩=158.790<kN-m>傾覆驗算滿足:K0=2.337>1.500傾覆穩(wěn)定方程驗算：傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=60.059<kN-m>>0.0<三>地基應力及偏心距驗算基礎為天然地基,驗算墻底偏心距及壓應力取傾斜基底的傾斜寬度驗算地基承載力和偏心距作用于基礎底的總豎向力=126.313<kN>作用于墻趾下點的總彎矩=90.843<kN-m>基礎底面寬度B=1.324<m>偏心距e=-0.057<m>基礎底面合力作用點距離基礎趾點的距離Zn=0.719<m>基底壓應力:趾部=70.612踵部=120.245<kPa>最大應力與最小應力之比=120.245/70.612=1.703作用于基底的合力偏心距驗算滿足:e=-0.057<=0.167*1.324=0.221<m>墻趾處地基承載力驗算滿足:壓應力=70.612<=960.000<kPa>墻踵處地基承載力驗算滿足:壓應力=120.245<=1040.000<kPa>地基平均承載力驗算滿足:壓應力=95.429<=800.000<kPa><四>基礎強度驗算基礎為天然地基,不作強度驗算<五>墻底截面強度驗算驗算截面以上,墻身截面積=5.102<m2>重量=117.357kN相對于驗算截面外邊緣,墻身重力的力臂Zw=1.296<m>相對于驗算截面外邊緣,Ey的力臂Zx=1.712<m>相對于驗算截面外邊緣,Ex的力臂Zy=1.446<m>[容許應力法]:法向應力檢算:作用于驗算截面的總豎向力=120.201<kN>作用于墻趾下點的總彎矩=89.026<kN-m>相對于驗算截面外邊緣,合力作用力臂Zn=0.741<m>截面寬度B=1.350<m>偏心距e1=-0.066<m>截面上偏心距驗算滿足:e1=-0.066<=0.250*1.350=0.338<m>截面上壓應力:面坡=63.062背坡=115.013<kPa>壓應力驗算滿足:計算值=115.013<=800.000<kPa>切向應力檢算:剪應力驗算滿足:計算值=-0.818<=80.000<kPa>[極限狀態(tài)法]: 重要性系數(shù)γ0=1.000驗算截面上的軸向力組合設計值Nd=120.201<kN> 軸心力偏心影響系數(shù)αk=0.972擋墻構件的計算截面每沿米面積A=1.350<m2> 材料抗壓極限強度Ra=1600.000<kPa> 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)γf=2.310偏心受壓構件在彎曲平面的縱向彎曲系數(shù)Ψk=0.956計算強度時: 強度驗算滿足:計算值=120.201<=909.269<kN> 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足:計算值=120.201<=869.221<kN><六>臺頂截面強度驗算[土壓力計算]計算高度為3.850<m>處的庫侖主動土壓力無荷載時的破裂角=39.765<度>按實際墻背計算得到:第1破裂角：39.765<度>Ea=36.049Ex=35.983Ey=2.178<kN>作用點高度Zy=1.346<m>墻身截面積=4.427<m2>重量=101.832kN[強度驗算]驗算截面以上,墻身截面積=4.427<m2>重量=101.832kN相對于驗算截面外邊緣,墻身重力的力臂Zw=1.056<m>相對于驗算截面外邊緣,Ey的力臂Zx=1.487<m>相對于驗算截面外邊緣,Ex的力臂Zy=1.346<m>[容許應力法]:法向應力檢算:作用于驗算截面的總豎向力=104.010<kN>作用于墻趾下點的總彎矩=62.356<kN-m>相對于驗算截面外邊緣,合力作用力臂Zn=0.600<m>截面寬度B=1.150<m>偏心距e1=-0.025<m>截面上偏心距驗算滿足:e1=-0.025<=0.250*1.150=0.287<m>截面上壓應力:面坡=78.876背坡=102.012<kPa>壓應力驗算滿足:計算值=102.012<=800.000<kPa>切向應力檢算:剪應力驗算滿足:計算值=-4.888<=80.000<kPa>[極限狀態(tài)法]: 重要性系數(shù)γ0=1.000驗算截面上的軸向力組合設計值Nd=104.010<kN> 軸心力偏心影響系數(shù)αk=0.995擋墻構件的計算截面每沿米面積A=1.150<m2> 材料抗壓極限強度Ra=1600.000<kPa> 圬工構件或材料的抗力分項系數(shù)γf=2.310偏心受壓構件在彎曲平面的縱向彎曲系數(shù)Ψk=0.953計算強度時: 強度驗算滿足:計算值=104.010<=792.217<kN> 計算穩(wěn)定時: 穩(wěn)定驗算滿足:計算值=104.010<=754.600<kN>=================================================各組合最不利結果=================================================<一>滑移驗算安全系數(shù)最不利為：組合1<組合1>抗滑力=63.157<kN>,滑移力=34.580<kN>?；乞炈銤M足:Kc=1.826>1.300滑動穩(wěn)定方程驗算最不利為：組合1<組合1>滑動穩(wěn)定方程滿足:方程值=35.884<kN>>0.0安全系數(shù)最不利為：組合1<組合1>抗滑力=63.157<kN>,滑移力=34.580<kN>。地基土層水平向:滑移驗算滿足:Kc2=1.319>1.300<二>傾覆驗算安全系數(shù)最不利為：組合1<組合1>抗傾覆力矩