M?Ex?(HHB?)?Ey??41.92?2?44.43?0.95?41.62KN?m 232N?G?EY?1020?44.43?1064.628KN?m 将数据代入墙身偏心矩E的公式,可得:
e?M41.62??0.039?0.3B?0.3?1.9?0.57m,计算结果满足要求。 N1064.6282、应力
N6e???(1?)
bb??10206?0.039(1??0.629Mpa???a??2.2Mpa (满足要求通过以上的验算,1.91.9说明洞门的尺寸合理。详图见设计图纸。 4.3.2南金隧道安化端翼墙式洞门验算 4.3.2.1洞门土压力计算
根据《公路隧道设计规范》(JTG-2004),洞门土压力计算图示具体见图4.2。
图4.2 洞门土压力计算简图
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最危险滑裂面与垂直面之间的夹角:
tan2??tan?tan??(1?tan2?)(tan??tan?)(tan??tan?)(1?tan?tan?)tanw?tan?(1?tan2?)?tan?(1?tan?tan?) (4.1) 式中:?——围岩计算摩擦角; ε——洞门后仰坡坡脚; α——洞门墙面倾角 代入数值可得:
tan250+tan7tan45(1+tan250)(tan50-tan45)(tan50+tan7)(1-tan7tan50)tanω=tan45(1+tan50)-tan50(1-tan7tan45)=0.59
故:w=30.55°
根据《公路隧道设计规范》(JTG—2004),土压力为;
1E???[H2?h0(h??h0)]b? (4.2)
2??h??(tan??tan?)(1?tan?tan?) (4.3)
tan(???)(1?tan?tan?)a (4.4)
tan??tan?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=1.0m; 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:
(tan30.55°-tan7°)(1-tan7°tan45°)=0.167 ?=tan(30.55°?45°)(1-tan30.55°tan45°)h'=1.5=3.209
tan30.55°-tan7°由三角关系可得:h0 =1.50m
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洞门土压力E:
1E???[H2?h0(h??h0)]b?
21 ??20?0.167?[122?1.5(3.209?1.5)]?1.0?0.6
2 =146.46KN
Ex?E?cos(???)?146.46?cos(33.33??7?)?131.26KN
Ey?E?sin(???)?146.46?sin(33.33??7?)?64.67KN
2式中: δ——墙背摩擦角 ?=??33.33?
34.3.2.2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:
k0M???My0 ?1.6 (4.5)
式中: K0——倾覆稳定系数,k0?1.6;
?My——全部垂直力对墙趾O点的稳定力矩; ?M0——全部水平力对墙趾O点的稳定力矩;
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图4.3 墙身计算简图
由图4.3可知:
墙身重量G:G?[(2.2?1.26)?12?12?1.26]?1?20?528KN Ex对墙趾的力臂:Zx?H3?123?4m; ?y对墙趾的力臂:
Zy?B?(Htan?)3?12tan7?2.2?3?2.691m
B?Htan?2.2?12tan7???1.84m G对墙趾的力臂:ZG?22 ?My?G?ZG?Ey?Zy?528?1.84?64.97?2.691?1144.624KN?m ?M0?ExZX?131.26?4?525.0562KN?m代入上式得:K0?1144.624?2.180>1.6
525.0562nXi
i?1故抗倾覆稳定性满足要求
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4.3.2.3抗滑动验算
对于水平基底,按如下公式验算滑动稳定性:Kc??(4.6)
式中: Kc——滑动稳定系数
?N——作用于基底上的垂直力之和; ?E——墙后主动土压力之和,取?E=Ex; F——基底摩擦系数,取f=0.4 由图3.3得:Kc?N?f?E?1.3
(G?Ey)?0.4Ex?(528?64.97)?0.4?1.81>1.3
131.26故抗滑稳定性满足要求 4.3.2.4基底合力偏心矩验算
设作用于基底的合力法向分力为?N,其对墙趾的力臂为ZN,合力偏心矩
为e,则:
ZNM??M???Ny0?G?ZG?Ey?Zy?EX?ZxG?Ey
528?1.84?64.97?2.69?131.26?4 528?64.97?1.0452.2e??1.045?0.055?0
2?合力在中心线的右侧。
e?0.055?B?0.367 6计算结果满足要求
?maxminN6e528?64.976?0.055??(1?)?(1?)?BB2.22.2310.067Kpa228.996Kpa
?max?310.519Kpa?基底控制压应力????0.4Mpa,计算结果满足要求。
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