??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? 准重度为?c?24kN/m3。另由《建筑地基基础设计规范》查得：地基承载力设计值f=1000kPa。 墙高为H，墙顶宽为b0，墙底宽为b1，墙基高度为d，墙面上有土压力的竖直的分量p1和水平分量p2，水平分力p2的作用点距墙面底面的高度H/3，见图3-1。 |Β|+Α|Γ2 图3-1 挡土墙的受力及计算简图 挡土墙的各参数设计如下： 墙高为H=12.28m，墙顶宽为b0=H/15=12.28/15=0.8186m，取b0=1.0m，底座高d=0.4m，现在根据该挡土墙的抗滑稳定性，抗倾覆条件，挡土墙底面应力条件来确定洞门的底面宽度。 3.1.2.作用在挡土墙结构上的土压力计算 挡土墙的受力及计算简图如图所示，取墙背与竖直线之间的夹角α=0，δ为墙背与填土之间的摩擦角取（1/3-2/3）Φ，取δ=35?，β为挡土墙与水平面的夹角，在地质纵断面图上量得β=32? 主动土压力系数为： ka?cos2(???)cos2?cos(???)[1?sin(???)sin(???)2]cos(???)cos(???) （3-1） 第11 页 共83 页 铁道工程系
??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? ka?cos2(60??0)cos20cos(0?35?)[1?sin(60??35?)sin(60??32?)2]cos(0?35?)cos(0?32?)?0.438 则主动土压力为： 11pa??H2ka??24?14.992?0.438?525.6kPa 22取单位长度，则有pa?525.6kN。围岩与挡土墙的外摩擦角为????0?35??35?所以， p1?pasin(???)?525.6?sin35??153.5kPa p2?pacos(???)?525.6?cos35??219.2kPa3.1.3.挡土墙的自重和作用在墙上的竖向合力 3.1.3.1将挡土墙分为两个矩形和一个三角形，其自重分别为：q1,q2和q3由计算简图知：挡土墙的三部分自重分别为： q1??b0(H?d) （3-2） 1q2???b1?b0?(H?d) （3-3） 2 q3??b1d （3-4） 所以挡土墙的自重为： q?q1?q2?q3 （3-5） 1??b0(H?d)???b1?b0?(H?d)??b1d211??b0(H?d)??b1(H?d)2 2 3.1.3.2.作用在挡土墙上竖向力的合力 作用在挡土墙上竖向力的合力?q等于挡土墙的自重q与土压力的竖向分力之11q?q?p??b(H?d)??b1(H?d)?p1 （3-6） ?1022和。即： 3.1.3.挡土墙上作用力对墙基脚o点的力矩 挡土墙上作用力对墙基脚o点的力矩之和为：
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??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? 121H （3-7） M?q(b?b)?q(b?b)?qb?pb?p?110210311122323?12??b0(H?d)(b1?b0)??h?d?(b1?b0)(b1?b0)223 1H??b1db1?p1b1?p223整理可得： 11H????122 M??(2H?d)b?p??(H?d)b??b(H?d)?p?12?13h?1?60? （3-8）63????3.1.4.挡土墙的抗滑稳定性验算 挡土墙的抗滑稳定性应满足以下要求： kcNf???E?k1 （3-9） 式中：kc——滑动稳定系数； ?N——作用与基底上的垂直力之和； ?E——墙后主动土压力之和； f——基底摩擦系数； k1——满足抗滑稳定性条件所要求的最小抗滑稳定性安全系数，通常取k1?1.3。 则有： 11f[?b0(H?d)??b1(H?d)?p1]2kc?2?k1 p2整理可得： 第13 页 共83 页 铁道工程系
??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? k1p21??(H?d)b0?p1f2b1?1?(H?d)2 1.3?153.51??24?(14.99?0.5)?1?219.20.52?1?24?(14.99?0.5)2?0.523m 所以，挡土墙底面宽度b1?0.523m。 3.1.5.挡土墙的抗倾覆计算 挡土墙在荷载作用下不致绕墙底o点倾覆时应满足以下条件： K0??M?My0?k2 （3-10） 式中：K0——倾覆稳定系数； ?My——全部的垂直力对墙趾的稳定力矩； ——全部水平力对墙趾的倾覆力矩； ?M0 k2——满足抗倾覆所以条件的安全系数，通常取k2?1.5。 b?b2?q1?b1?0??q2?b1?b0??q31?p1b12?My??2?3kc? H?Mcp23 b0?12b1???????b?b(H?d)?b?b??bd?p1b1?101012?232?Hp23121???1??b1(2H?d)??p1???b0(H?d)?b1????b02(H?d)?63???6? ?Hp23?k2?1.5?b0(H?d)?b1??? 第14 页 共83 页 铁道工程系
??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? 整理可得： 11[P1??b0(H?d)]b1]b02(H?d)?k2P2H33b12?b1??01(2H?d)?(2H?d)6b12?3.6b1?9.82?0 ?b1?1.81m 所以，挡土墙底面宽度b1?1.81m。 3.1.6.挡土墙底面应力条件 挡土墙的应力应满足以下条件： ?max?e??N(1?e)?1.2f （3-11） BBB?c （3-12） 20M??M?c??N （3-13） 式中 ：?max——基底最大应力； e——水平基底偏心距； B——水平基底宽度； f——地基承载力设计值，f=1000kPa。 b1P2?(M?H)?N?3?[1?2]?1.2fNb1?6b1?4?Pb1?6?M?2HP2?1.2fb12则有： ?max 111?4[?b0(H?d)??b1(H?d)?P1]?2HP2?6[?b0(H?d)(b1?b0)?222?2212(H?d)(b1?b0)(b1?b0)??b1db1?Pb?HP2]?1.2fb12 1123323则有： 1656b12?228b1?1514.02?0
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