??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? ?b1?0.818m 所以，挡土墙底面宽度b1?0.818m 3.1.7.挡土墙底面宽度的确定 挡土墙的底面宽度b1必须同时满足抗滑、抗倾覆、基底最大应力的条件，即要求： b1?0.523m,b1?1.81m,b1?0.818m 所以基底底面宽度至少大于1.81m，由于挡土墙的墙高H=12.28m，规范规定b1=(1/3-2/3)H，取b1=5.0m， 设计的挡土墙尺寸简图如图3-2。 1005001228 图3-2 挡土墙尺寸简图 3.2.牛湖山隧道小桂端洞门设计 3.2.1截面型式的选择 根据牛湖山隧道洞门所处的地形、地质条件，及衬砌形式和边坡坡度，考虑到经济、美观等使用要求的因素，参照《公路隧道设计规范》（JTG D70-2004），小桂端也选用端墙式洞门。 由于本隧道两侧受山体的纵向推力较大，所以在洞门两侧需加挡土墙以抵抗土压力，洞门的端墙与挡土墙的计算模型为挡土墙结构，根据地面确定墙厚1.5m墙身总高为8.0m（由地质纵断面图上量得）。墙后岩体的重度?t?24kN/m3，计算内摩
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??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? 擦角??60?，基底摩擦系数为0.50，内聚力c?0，挡土墙为C20毛石混凝土，其标准重度为?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。 挡土墙的详细尺寸如下，见图3-3： |Β|+Α|Γ2 图3-3 挡土墙及受力计算简图 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。 挡土墙的各参数设计如下： 墙高为H=8m，墙顶宽为b0=H/15=8/15=0.53m， 取b0=1.0m，而底座高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。 3.2.2.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说示，取墙背与竖直线之间的夹角α=0，δ墙背与填土之间的摩擦角取（1/3-2/3）Φ，取δ=30?，β为挡土墙与水平面的夹角，在地质纵断面图上量得β=8?， 动土压力系数为： 第17 页 共83 页 铁道工程系
??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? ka?cos2(???)cos2?cos(???)[1?sin(???)sin(???)2]cos(???)cos(???)cos2(60??0)cos20cos(0?30?)[1? （3-14） ka?sin(60??30?)sin(60??8?)2]cos(0?30?)cos(0?8?)?0.179 则主动土压力为： 11pa??H2ka??24?82?0.179?214.8kpa 22取单位长度，则有pa?214.8kN。围岩与挡土墙的外摩擦角为????0?30??30?所以， p1?pasin(???)?214.8?sin30??107.4kPa p2?pacos(???)?214.8?cos30??186.02kPa3.2.3.挡土墙的自重和作用在墙上的竖向合力 3.2.3.1.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) （3-15） 1q2???b1?b0?(H?d) （3-16） 2 q3??b1d （3-17） 所以挡土墙的自重为： q?q1?q2?q3 （3-18） 1??b0(H?d)???b1?b0?(H?d)??b1d2 11??b0(H?d)??b1(H?d)223.2.3.2.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 （3-19） ?1022和。即： 第18 页 共83 页 铁道工程系
??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? 3.2.3.3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： 121H M?q(b?b)?q(b?b)?qb?pb?p?110210311122323?12 ??b0(H?d)(b1?b0)??h?d?(b1?b0)(b1?b0) 2231H ??b1db1?p1b1?p2 2311H????122M??(2H?d)b?p??(H?d)b??b(H?d)?p?12?13h?1?60? （3-20） 63????整理可得： 3.2.4.挡土墙的抗滑稳定性 挡土墙的抗滑稳定性应满足以下要求： kc??Nf?E?k1 （3-21） 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。 11f[?b0(H?d)??b1(H?d)?p1]2kc?2?k1p2则有： 第19 页 共83 页 铁道工程系
??????????????⊙??装??????????⊙??订?????????⊙??线??????????????? k1p21??(H?d)b0?p1f2b1?1?(H?d)21.3?186.021??24?(8?0.5)?1?107.40.52整理可得： ? 1?24?(8?0.5)2?2.1m所以，挡土墙底面宽度b1?2.1m。 3.2.5.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： K0M???My0?k2 （3-22） 式中：K0——倾覆稳定系数； ? ?MyM0——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； k2——满足抗倾覆所以条件的安全系数，通常取k2?1.5。 b?q1?b1?0My2?kc????Mcb12????qb?b?q?p1b1?210332? Hp23?b0(H?d)?b1????b0?12b?????b1?b0?(H?d)??b1?b0???b1d1?p1b12?232 Hp23121???1??b1(2H?d)??p1???b0(H?d)?b1????b02(H?d)?63???6? ?Hp23?k2?1.5
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