衡重式挡土墙验算[执行标准：公路]
计算项目： 衡重式路肩挡土墙500kpa高6米 计算时间：2013-11-09 22:25:38 星期六
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墙身尺寸:
墙身总高: 6.000(m) 上墙高: 2.400(m) 墙顶宽: 0.500(m) 台宽: 0.600(m)
面坡倾斜坡度: 1:0.050 上墙背坡倾斜坡度: 1:0.350 下墙背坡倾斜坡度: 1:-0.250 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.300(m) 墙趾台阶h1: 0.600(m)
墙趾台阶面坡坡度为: 1:0.000 墙底倾斜坡率: 0.100:1
下墙土压力计算方法: 力多边形法
物理参数：
圬工砌体容重: 24.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.700
墙身砌体容许压应力: 6800.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 430.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 850.000(kPa) 材料抗压强度设计值: 7.820(MPa) 系数醩: 0.0020
挡土墙类型: 一般挡土墙
墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 21.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 25.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值: 500.000(kPa) 地基承载力特征值提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.400 地基土类型: 土质地基
地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑
坡线土柱:
坡面线段数: 1
折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 4.000 0.080 1
第1个: 距离0.000(m),宽度4.001(m),高度0.714(m) 2004路基规范挡土墙车辆荷载
地面横坡角度: 20.000(度)
填土对横坡面的摩擦角: 17.500(度) 墙顶标高: 0.000(m)
挡墙分段长度: 10.000(m)
===================================================================== 第 1 种情况: 组合1
============================================= 组合系数: 1.000
1. 挡土墙结构重力 分项系数 = 1.000 √ 2. 填土重力 分项系数 = 1.000 √ 3. 填土侧压力 分项系数 = 1.000 √
4. 车辆荷载引起的土侧压力 分项系数 = 1.000 √ =============================================
[土压力计算] 计算高度为 6.157(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 27.916(度) 计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角： 28.084(度)
Ea=64.927(kN) Ex=26.446(kN) Ey=59.297(kN) 作用点高度 Zy=0.947(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在： 第2破裂角=27.075(度) 第1破裂角=27.916(度)
Ea=56.944(kN) Ex=26.668(kN) Ey=50.313(kN) 作用点高度 Zy=0.949(m) 计算下墙土压力
无荷载时的破裂角 = 33.657(度) 按力多边形法计算得到: 破裂角： 32.213(度)
Ea=59.281(kN) Ex=59.173(kN) Ey=3.582(kN) 作用点高度 Zy=1.696(m) 墙身截面积 = 8.769(m2) 重量 = 210.467 (kN)
衡重台上填料重(包括超载) = 23.668(kN) 重心坐标(1.125,-1.203)(相对于墙面坡上角点)
(一) 滑动稳定性验算
基底摩擦系数 = 0.400
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下: 基底倾斜角度 = 5.711 (度)
Wn = 232.973(kN) En = 62.169(kN) Wt = 23.297(kN) Et = 80.052(kN) 滑移力= 56.755(kN) 抗滑力= 118.057(kN) 滑移验算满足: Kc = 2.080 > 1.300
滑动稳定方程验算：
滑动稳定方程满足: 方程值 = 73.314(kN) > 0.0
地基土层水平向: 滑移力= 85.841(kN) 抗滑力= 203.779(kN)
地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 2.374 > 1.300
(二) 倾覆稳定性验算
相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 1.152 (m) 相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 2.025 (m) 相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 4.549 (m) 相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 1.995 (m) 相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 1.539 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩= 212.365(kN-m) 抗倾覆力矩= 391.574(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 1.844 > 1.500
倾覆稳定方程验算：
倾覆稳定方程满足: 方程值 = 122.699(kN-m) > 0.0
(三) 地基应力及偏心距验算
基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力 取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力 = 295.141(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=179.208(kN-m) 基础底面宽度 B = 1.579 (m) 偏心距 e = 0.182(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.607(m) 基底压应力: 趾部=316.369 踵部=57.567(kPa)
最大应力与最小应力之比 = 316.369 / 57.567 = 5.496
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.182 <= 0.167*1.579 = 0.263(m)
墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=316.369 <= 600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=57.567 <= 650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足: 压应力=186.968 <= 500.000(kPa)
(四) 基础强度验算
基础为天然地基，不作强度验算
(五) 上墙截面强度验算
上墙重力 Ws = 56.448 (kN) 上墙墙背处的 Ex = 26.668 (kN) 上墙墙背处的 Ey = 9.334 (kN)
相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂 Zw = 0.579 (m) 相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂 Zy = 0.949 (m)
相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂 Zx = 1.128 (m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
相对于上墙墙趾，合力作用力臂 Zn = 0.273(m)
截面宽度 B = 1.460 (m) 偏心距 e1 = 0.457(m)
截面上压应力: 面坡=129.754 背坡=-39.642(kPa)
压应力验算满足: 计算值= 129.754 <= 6800.000(kPa)
拉应力验算满足: 计算值= 39.642 <= 430.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足: 计算值= 0.243 <= 850.000(kPa)
斜截面剪应力检算:
验算斜截面与水平面的夹角 = 36.042(度)
斜剪应力验算满足: 计算值= 26.890 <= 850.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数0 = 1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 65.782(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.448
挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.460(m2) 材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮 = 0.995
计算强度时:
强度验算满足: 计算值= 65.782 <= 5117.601(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足: 计算值= 65.782 <= 5092.838(kN)
(六) 墙底截面强度验算
验算截面以上，墙身截面积 = 8.643(m2) 重量 = 207.432 (kN) 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.153 (m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力 = 284.995(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=180.180(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.632(m) 截面宽度 B = 1.610 (m) 偏心距 e1 = 0.173(m)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.173 <= 0.250*1.610 = 0.403(m)
截面上压应力: 面坡=290.995 背坡=63.036(kPa)
压应力验算满足: 计算值= 290.995 <= 6800.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足: 计算值= -17.489 <= 850.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数0 = 1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd = 284.995(kN) 轴心力偏心影响系数醟 = 0.879
挡墙构件的计算截面每沿米面积A = 1.610(m2) 材料抗压强度设计值fcd = 7820.000(kPa)
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮 = 0.927
计算强度时:
强度验算满足: 计算值= 284.995 <= 11061.452(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足: 计算值= 284.995 <= 10255.197(kN)
(七) 台顶截面强度验算
[土压力计算] 计算高度为 5.400(m)处的库仑主动土压力 无荷载时的破裂角 = 27.916(度) 计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角： 28.084(度)
Ea=64.927(kN) Ex=26.446(kN) Ey=59.297(kN) 作用点高度 Zy=0.947(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在： 第2破裂角=27.075(度) 第1破裂角=27.916(度)
Ea=56.944(kN) Ex=26.668(kN) Ey=50.313(kN) 作用点高度 Zy=0.949(m) 计算下墙土压力
无荷载时的破裂角 = 32.840(度) 按力多边形法计算得到: 破裂角： 31.139(度)
Ea=44.897(kN) Ex=44.815(kN) Ey=2.713(kN) 作用点高度 Zy=1.385(m) [强度验算]
验算截面以上，墙身截面积 = 7.632(m2) 重量 = 183.168 (kN) 相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 1.194 (m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力 = 259.862(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=121.139(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.466(m) 截面宽度 B = 1.460 (m) 偏心距 e1 = 0.264(m)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.264 <= 0.250*1.460 = 0.365(m)
截面上压应力: 面坡=370.969 背坡=-14.994(kPa)
压应力验算满足: 计算值= 370.969 <= 6800.000(kPa)
衡重式路肩挡土墙500kpa高6米
