挡土墙设计例题(2)

2019-06-17 13:07

?ma2?(G?Ey)??515.2kP2a??[0?](kP5a20 ) 满足要求。 x3ZN4) 截面应力验算

已知作用于上墙墙后土体第二破裂面上的土压力E1及水平分力E1x,现求上墙实际墙背上的土压力E1。

E1?x?E1x?40.94(kN/m)

'E1?y?E1x?tan?1?40.94?0.33?13.50(kN/m)

对上墙O1的力臂 Z1?x?13H1?1.2(m)

(1)选上墙墙底水平截面验算

Z1?y?b2?Z1xtan?1?2.2?1.2?0.33?1.804(m)

e1?b22b22G1(ZG1?nH2)?E1yZ1y?E1xZ1xG1?E1y''''''?ZN???0.558m<0.3b2(=0.66m)

>0.75?b2/6(?0.275m) ?1,2?G?E1yb2''(1?6e1b2)??140.84kPa?[?](?2450kPa)?29.16kPa?[?](?2450kPa)

?1?E1xb2?18.61<[γ](=862.4kPa)

(2) 斜截面剪应力验算

?x?E1xb2'?18.61kPa

?g? ?r? A?G?E1yb212'?55.84kPa

?kb2?24.75kPa

24.75?18.61?0.05?55.8418.61?0.05?55.84?r??x??gn?xn??g???0.061kPa

tani??A?A?1?0.061?20.061?1?1.063(-0.941舍去)

2 i?46.75?

?max?cosi[?x(1?ntani)??gtani(1?ntani)??rtani]?0.685[18.61(1?0.05?1.063)?55.84?1.063(1?0.05?1.063)?24.75?1.063]?22.63kPa?[?](?862.4kPa)2222满足要求。

六、对于验算荷载挂――80的计算

按上述相同的方法与步骤,以挂车——80验算荷载计算。因验算荷载布置在路基全宽,故下墙土压力按铁路设计手册〈〈挡土墙〉〉中表27-6第四类公式计算,结果如下:

E1=94.65kN; E2=108.31kN; Kc=1.49>1.3; K0=1.72>1.5;

E=0.31m

综上可知该截面衡重式挡土墙对于设计荷载汽――15和验算荷载挂――80均满足各项强度指标,符合要求。

K58+80和K58+120处

初步选定的尺寸为: 墙高H=6.0m,α=18°,b1=1.0m,底宽B=1.0+6×tan18o=2.95m,墙身分段长度为8.6m。

10.518°60.2242.95°0.6

1、 车辆荷载换算

1) 对于计算荷载:汽车-15 (1) 求破裂面棱体宽度L0.

假设破裂面交于荷载外侧,

???????=35°+18°+17.5°=70.5°, 2dh0?H(H?2h0)tan?H(H?2h0)2?0.5?0.4566?(6?2?0.456)A=??0.325??0.314

tan???tan??(tan??cot?)(tan??A)=0.443 θ=23.89°

L0 =Htanθ+Htanα=6×0.443+6×0.325=4.6073m(<5.5+0.5=6m,所以破裂面交在荷载

内)。

(2)纵向分布长度B

由规范可知,可设其分布长度为15m. (3)计算等代均布土层厚度

车轮中心距路基边缘0.5m,L0=7.0m,重车在破裂棱体内能布置两辆。ΣG=700N. h0 =ΣG/BL0γ=400/(8.6×5.5×18.6)=0.456m 2) 验算荷载

挂车-80,h0=0.64m,布置在路基全宽。 2、主动土压力计算

1)设计荷载

K?cos(???)sin(???)(tan??tan?)

=cos(23.89°+35°)×(tan23.89°+tan18°)/sin(23.89°+70.5°) =0.398

h1?dtan??tan?

=0.5/(tan23.98°+tan18°) =0.651m

K1?1?2h0H22(1?h1H)?1?2?0.45662(1?0.6516)?1.136

E?12?HKK1?0.5?18.6?36?0.398?1.136?151.28KN/m

Ex?Ecos(???)?123.16KN/m

Ey?Esin(???)?87.85KN/m

土压力作用点:

Zx?H3?h0(H?2h1)?h0h12HK1222?63?0.456?(6?2?0.651)?0.456?0.6512?6?1.356222?2.121m?? Zy?B?Zxtan2.9?52.?121?0.32m5

2) 验算荷载

假设破裂面交于荷载中部,

A?2dh0?H(H?2h0)tan?H(H?2h0)?-0.310

tan???tan??(tan??cot?)(tan??A)=0.445 θ=24.00°

破裂棱体宽度L0=6×0.445+6×tan18°=4.622m (<7m,与假设相符)。

K?cos(???)sin(???)(tan??tan?)?0.5150.997?0.770?0.398

h1?dtan??tan?2h0H22=0

)?1?2?0.45662K1?1?E?12(1?h1H?1.213

?HKK1?0.5?18.6?36?0.398?1.213?161.63KN/m

Ex?Ecos(???)?131.58KN/m

Ey?Esin(???)?93.86KN/m

土压力作用点:

Zx?H3?h0(H?2h1)?h0h12HK1222?63?0.456?(6?2?0)?0.456?02?6?1.21322?2.282m

Zy?B?Zxtan??2.21m

比较设计荷载与验算荷载计算结果可知,验算荷载时的土压力较大,而且主动土压力的作用点与计算荷载时相近,故墙身断面尺寸应由验算荷载(挂车-80)控制。

3、稳定性验算

一般情况下,挡土墙的抗倾覆稳定性较易满足,墙身断面尺寸主要由抗滑动稳定性和基底承载力来控制。故选择基底倾角为5°。 1) 计算墙身自重W力臂Zw(取墙长1m计) 墙身重W及其力臂Zw计算图示如图:

W??a?(B?b12?H?B?h12B?b12)?22.5?(2.95?1.02?6?2.95?0.2582B3)?258.03KN/m

由力矩平衡原理得

W?Zw?[b1?H?b12??H?(B?b13?b1)?B?h12?]??a

求解得 Zw=1.07m

1)抗滑稳定性验算

KC?[Wcos?0?Esin(?????0)]fEcos(?????0)?Wsin?0

=1.44>[Kc]=1.3 满足要求


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