东南大学路基路面课程设计报告.pdf

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1、吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎？传不习乎？论语以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。管子牧民 沥青路面厚度设计 计 算 书 学号：姓名：班级：成绩：日期：2014 年 9 月 老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。唐王勃老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。唐王勃沥青路面厚度设计 A、基本情况 某地拟新建一条二级公路省道，路线总长 21km，双向四车道，路面宽度为 16m，该地属公路自然区划 IV 区，路基为低液限粘土土质，填方路基最大高度，路床顶距地下水位平均高度，属中湿状态，根据室内试验法确定土基回弹模量 50MPa，年降雨量 1200mm，最高

2、气温 39，最低气温-10。拟采用沥青混凝土路面，根据规范规定，查表得其设计使用期 12 年。B、交通荷载情况 根据区域交通分析预测近期交通组成和交通量如表 1 所示，交通量年平均增长率为 4%。表 1 近期交通组成与交通量 车型分类 代表车型 数量（辆/d）小客车 桑塔纳 2000 2280 中客车 江淮 AL6600 220 大客车 黄海 DD680 450 轻型货车 北京 BJ130 260 中型货车 东风 EQ140 660 重型货车 黄河 JN163 868 铰接挂车 东风 SP9250 330 要求：试根据交通荷载等级，选择相应的基层（和底基层）材料进行组合设计，并根据进行沥青路面

3、厚度设计计算，编制计算书（计算书格式及编目示例附后）。穷则独善其身，达则兼善天下。孟子非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮 一、基本设计条件与参数 依题意得，基本设计条件如下：新建二级公路，双向四车道，路面宽度 16m，公路自然区划 IV 区，低液限粘土土质，填方路基最大高度，路床顶距地下水位平均高度，中湿状态，年降雨量 1200mm，最高气温 39，最低气温-10。基本参数如下：土基回弹模量 50MPa，设计使用期 12 年，交通量年平均增长率为 4%。二、交通量分析 本设计的累计当量轴次的计算以双轮组单轴载100kN 为标准轴载，以 BZZ-100 表示。1.当设计弯沉值为指标时，当量轴

4、次计算公式及计算结果如下：4.35121kiiiPNC C nP 汽车车型 Pi(kN)C1 C2 ni(次/日)C1C2ni(Pi/P)次/日 黄海 DD680 前轴 1 1 450 后轴 1 1 450 东风 EQ140 后轴 1 1 660 黄河 JN163 前轴 1 1 868 大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎？罗贯中宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明后轴 1 1 868 东风 SP9250 前轴 1 1 330 后轴 1 330 （P=100kN）注：轴载小于 25kN 的轴载作用不计 查规范得该公路车道系数为，累计当量轴次计算如下：（次）612108

5、35.84.0418.402704.0365104.0136511NrrNte 属于中等交通。2.以半刚性基层层底拉应力为指标计算当量轴次 汽车车型 Pi(kN)C1 C2 ni(次/日)C1C2ni(Pi/P)8次/日 黄海 DD680 后轴 1 1 450 东风 EQ140 后轴 1 1 660 黄河 JN163 前轴 1 1 868 后轴 1 1 868 东风 SP9250 前轴 1 1 330 后轴 5 1 330 8121kiiiPNC C nP（P=100kN）注：轴载小于 50kN 的轴载作用不计 查规范得车道系数为，累计当量轴次计算如下：4.35121kiiiPNC C nP好

6、学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。中庸以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。管子牧民（次）71210585.14.0823.722504.0365 1)04.01(365 1)1(NrrNte 属于重交通。由 1、2 计算可得，该设计道路的累积轴载情况属于重交通级别。三、结构组合设计 1.初拟结构组合和材料选取 参照规范，本道路设计选用 6 层基本层位，路面结构面层采用沥青混凝土(18cm)，其中表面层采用细粒式密级配沥青混凝土(厚度 4cm)，中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度 6cm)，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度 8cm)；基层采用水泥稳定碎石（厚度取 20cm）；底

7、基层采用石灰土（厚度待定），初拟厚度 40cm。2.各层材料的抗压模量与劈裂强度 查表得到各层材料的抗压回弹模量和劈裂强度。抗压回弹模量取 20的模量，得到 20的抗压回弹模量：细粒式密级配沥青混凝土为 1400MPa，中粒式密级配沥青混凝土为 1200MPa，粗粒式密级配沥青混凝土为 1000MPa，水泥碎石为 1500MPa，石灰土 550MPa。弯拉回弹模量和弯拉强度沥青层取 15的值，分别为 2000MPa、1800MPa、1200MPa、3550MPa、1480MPa。各层材料的劈裂强度：细粒式密级配沥青混凝土为，中粒式密级配沥青混凝土为，粗粒式密级配沥青混凝土为，水泥碎石为，石灰土

8、。3.土基回弹模量的确定 依题意得土基回弹模量为 50MPa。四、弯沉计算 本公路为二级公路，公路等级系数取，面层是沥青混凝土，面层类型系数取，半刚性基海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。管子牧民层，底基层总厚度大于 20cm，基层类型系数取。该路面结构属于弹性层状体系，计算较复杂，因此借助计算机软件完成计算任务，计算结果如下：路面设计弯沉 mmAAANlbsced269.06002.0 五、层底拉应力计算 通过电算程序计算得到，各层层底拉应力与容许拉应力计算结果如下：层位 厚度（cm）类型 层底拉应力（MPa）容许拉应力（MPa）1 4

9、细粒式密级配沥青砼 2 6 中粒式密级配沥青砼 3 8 粗粒式密级配沥青砼 4 20 水泥稳定碎石 5 40 石灰土 六、设计极限状态验证 极限状态验证如下：格）（见层底拉应力计算表Rmdsmmlmml9.269.26 路面厚度验证如下：cmcmH4540784020864 因此方案一符合设计要求。一寸光阴一寸金，寸金难买寸光阴。增广贤文非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮 七、设计成果优化 由于设计道路等级仅为二级公路，出于节省沥青用料的目的，新的方案从减少沥青层厚度的角度考虑，同时加厚水泥稳定碎石基层厚度，在保证路面承载能力和满足最小防冻厚度的要求，底基层厚度也可得到一定的缩减。设计方案

10、如下：1.初拟结构组合和材料选取 路面结构面层采用沥青混凝土(15cm)，其中表面层采用细粒式密级配沥青混凝土(厚度4cm)，中面层采用中粒式密级配沥青混凝土(厚度 5cm)，下面层采用粗粒式密级配沥青混凝土(厚度 6cm)；基层采用水泥稳定碎石（厚度取 30cm）；底基层采用石灰土（厚度待定），初拟厚度 30cm。2.各层材料的抗压模量与劈裂强度与设计弯沉计算同方案一。路面设计弯沉 五、层底拉应力计算 通过电算程序计算得到，各层层底拉应力与容许拉应力计算结果如下：层位 厚度（cm）类型 层底拉应力（MPa）容许拉应力（MPa）1 4 细粒式密级配沥青砼 2 6 中粒式密级配沥青砼 3 8 粗

11、粒式密级配沥青砼 mmAAANlbsced269.06002.0勿以恶小而为之，勿以善小而不为。刘备丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。杜甫4 20 水泥稳定碎石 5 40 石灰土 六、设计极限状态验证 极限状态验证如下：路面厚度验证如下：因此方案二符合设计要求。综上，方案二和方案一都能满足强度和弯沉指标的要求，但方案二中路面结构层总厚度和沥青面层厚度降低，造价更加低廉，因此，在道路要求不高的条件下，可选择方案二。格）（见层底拉应力计算表Rmdsmmlmml9.269.26cmcmH4540753030654大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎？罗贯中人人好公，则天下太平；人人营私，则天下大乱

12、。刘鹗 普通水泥混凝土路面板厚设计 计 算 书 学号：姓名：班级：成绩：日期：2014 年 9 月 常将有日思无日，莫待无时思有时。增广贤文好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。中庸 普通水泥混凝土路面板厚设计 A、基本情况 某地拟新建一条二级公路省道，路线总长 21km，双向四车道，路面宽度为 16m，该地属公路自然区划 IV 区，路基为低液限粘土，路床顶距地下水位平均高度，本地石料以砂岩为主。拟采用普通水泥混凝土路面，根据规范规定，查表得其设计基准期 20 年，目标可靠度 85%。综合以往工程情况，结合施工企业一般技术、设备和工艺水平，确定其变异水平等级为“中”。B、交通荷载情况 根据区域交

13、通分析确定：设计车道初始年平均日标准轴载作用次数Ns为 3775，交通量年平均增长率为 4%；设计荷载选定为单轴双轮 100kN，单次极限荷载经调研选定为单轴双轮 170kN。C、其他已知情况 选定平面尺寸：5m 长，4m 宽。接缝：缩缝为设传力杆的假缝，纵缝为带拉杆的平头真缝。路肩：基层材料与路面相同，面层采用与面层同厚度水泥混凝土，与路面板间设拉杆连接。要求：试根据交通荷载等级，选择相应的基层（和底基层）材料进行组合设计，并根据初估板厚进行板厚设计计算，编制计算书（计算书格式及编目示例附后）。万两黄金容易得，知心一个也难求。曹雪芹老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。唐王勃 一、

14、基本设计条件与参数 依题意得：设计道路为二级公路，路面宽度 16m，属公路自然区划 IV 区，路基为低液限粘土，路床顶距地下水位平均高度，设计基准期 20 年，目标可靠度 85%，变异水平等级为“中”；设计车道初始年平均日标准轴载作用次数Ns为 3775，交通量年平均增长率为 4%；设计荷载选定为单轴双轮 100kN，单次极限荷载经调研选定为单轴双轮 170kN。二、交通量分析 由题意可知年交通量平均增长率为4%，由规范得临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数为。计算设计基准期内设计车道标准轴载累计作用次数如下：次720106.139.004.0365104.01375536511rtrseggNN

15、 查表得设计道路交通量等级属于重交通。三、结构组合设计 参照规范，根据二级公路、重交通和中级变异水平，查表得初拟定路面结构组合如下：面层选用普通混凝土，厚度为；基层选用水泥稳定碎石，厚度为，底基层选用水泥稳定碎石，厚度为。普通混凝土板的尺寸选定为长 5m，宽 4m。四、路基参数计算 穷则独善其身，达则兼善天下。孟子丈夫志四方，有事先悬弧，焉能钧三江，终年守菰蒲。顾炎武1.参数选择 查表得取重交通荷载等级要求路基综合回弹模量该值为 80MPa。查表得水泥混凝土弯拉强度标准值，相应弯拉模量 31GPa，泊松比取，线胀系数为10-5/。查表得取水泥稳定碎石基层回弹模量为 2500MPa，水泥稳定碎石

16、底基层为 1500MPa，7d 浸水抗压强度分别为和，上层的泊松比取为。2.综合回弹模量计算 因双层水泥稳定碎石基层，故选择分离式双层板模型。因除路基外只有单层基层，所以：,.xxEMPa hm15000 20 442.061.126.086.020.0ln26.086.0 五、荷载应力计算 1.上层板在设计荷载作用下的荷载应力计算 上层板弯曲刚度：.()(.)ccccE hDMNmv3322310000 25412912 112 10 15 下层板弯曲刚度：mMNhEDbbbb74.1)20.01(1220.02500)1(122323 双层板总的刚度半径：mEDDrtbcg639.025.

17、29274.129.4121.121.13131 标准轴载在临界荷位处产生的的荷载应力按下式计算：MPaEEEExt292.2580801500442.000百学须先立志。朱熹人不知而不愠，不亦君子乎？论语 MPaPhrDDscgcbps262.110025.0639.029.4174.111045.111045.194.0265.0394.0265.03 下层板材料为水稳碎石，无需计算其荷载应力。2.计算荷载疲劳应力 查规范得应力折减系数 kr=；二级公路 kc=；荷载疲劳应力系数 kf：.2.574fekN0 05716002000 荷载疲劳应力：MPakkkpsfcrpr97.2262.

18、1574.205.187.0 3.计算轴载在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力 设计轴载在四边自由板的临界荷位处产生的荷载应力：最重轴载在面层板临界荷位处产生的荷载应力计算公式与ps相同，但要用最重轴载 Pm代替式中的设计轴载 Ps。最重轴载在临界荷位产生的最大荷载应力：,max.prcpmk kMPa0 87 1 05 2 078 1 898 六、温度应力计算 1.最大温度梯度时混凝土面层板最大温度应力 计算综合温度翘曲应力和内应力的温度应力系数BL：面板计算与弹性地基单层板模型相比，温度翘曲应力系数 CL计算公式不同，其他都相同，下层板不考虑其温度应力。.5677.66MPa/mcbnc

19、bhhkEE11110 250 2022 31000 2500 MPaPhrDDmcgcbps078.217025.0639.029.4174.111045.111045.194.0265.0394.0265.03丈夫志四方，有事先悬弧，焉能钧三江，终年守菰蒲。顾炎武老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。唐王勃 mKDDDDrnbcbc131.066.567774.129.4174.129.414141 ()(.).0.197()(.).n gcncgk rD rk rD r 43434343567766 0 63941 29 0 131567766 0 13141 29 0 639

20、 .gLtr52 60833 0 639 sinh coscosh sincos sinsinh coshsinh.cos.cosh.sin.cos.sin.sinh.cosh.LttttCtttt 11112 608 2 6082 608 2 60811 0431 0 197 2 608 2 6082 6082 608 .().(.).0.37320.9124-0.1310.08760.6080chLLLBeCCe4 484 480 251 770 13111 771 043 0 131 1 1 0431 77 查表 IV 区取最大温度梯度取 88/m，计算最大温度应力如下：,max.cc

21、c gtLE h TBMPa52110 310000 25 880 591222 073 2.面层板临界荷位处产生的温度疲劳应力 查表得 at、bt和 ct分别为、，计算温度疲劳应力系数如下：,max,max.tbtrttttrfkacf1 3235 02 0730 8430 0582 0735 00 494 ,max.trttkMPa0 494 2 073 1 024 七、设计极限状态验证 极限状态验证如下：好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。中庸丹青不知老将至，贫贱于我如浮云。杜甫 MPafMPaMPafMPartprrtrprr0.5209.4)073.2898.1(06.1)(0.52

22、34.4)024.197.2(06.1)(max,max,故设计符合要求。八、设计成果优化 方案一普通混凝土面层厚度为 25cm，疲劳极限状态的综合疲劳应力达，与材料的弯拉强度标准值有一定差距，故方案二可考虑降低面层厚度，取面层厚度为 22cm。经计算，极限状态验证如下：设计满足要求，根据规范最终结果需加 6mm 磨耗层，并向上取整，取 23cm。故方案设计如下：面层选用普通混凝土，厚度为；基层选用水泥稳定碎石，厚度为，底基层选用水泥稳定碎石，厚度为。普通混凝土板的尺寸选定为长5m，宽 4m。重力式挡土墙设计 计 MPafMPaMPafMPartprrtrprr0.598.3)77.198.1

23、(06.1)(0.552.4)78.048.3(06.1)(max,max,以家为家，以乡为乡，以国为国，以天下为天下。管子牧民宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明算 书 学号：姓名：班级：成绩：日期：2014 年 9 月 吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎？传不习乎？论语丈夫志四方，有事先悬弧，焉能钧三江，终年守菰蒲。顾炎武重力式挡土墙设计 基本情况 二级公路，路基宽，双车道路面，其中 K0+007K0+027 需拟设计路肩式挡土墙，分段长度 10m，端部设锥形护坡。要求设置普通重力式挡墙，墙身及基础采用浆砌片石（250#片石，50#砂浆），砌体22kN/

24、m3，浆砌片石扩大基础下采用砂砾石材料（基础埋深为地面以下 1m），。墙后填筑普通粘性土，填土18kN/m3，计算内摩擦角30，填土与墙背间的摩擦角=/215。地基承载应力标准值为 fk=450kPa，圬工砌体的极限抗压强度为 700kPa、极限抗弯拉强度为 110kPa、极限抗剪切强度为 80kPa。吾日三省乎吾身。为人谋而不忠乎？与朋友交而不信乎？传不习乎？论语天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。易经 一、确定墙身断面构造与尺寸 墙身断面如图 1 所示 图 1 重力式挡土墙墙身断面（单位：cm）二、土压力计算 库仑法适用条件：墙背倾斜、粗糙，墙后填土不水平，假定破裂面为平面、填

25、料为砂性土（c=0）、破坏土体为刚性。一般粘性土填料的水平填土也可近似用库仑法计算土压力。边界条件：路肩墙，无内侧边坡，荷载布置在全宽范围，刚好从墙内侧布置，破裂角交于荷载中部。采用库仑法计算主动土压力：已知：7.1620060arctan，30，1521 42617.6115307.16 车辆荷载换算：KPa;1010;KPa202qmHqmH时，时，已知 mq11.11820h0故 好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。中庸百学须先立志。朱熹 22.4)20()11.1220(21)Ha)(2hHa(21A00 tan)22(21)(21B000haHHhdbab 20060)11.1202

26、2(22100 266.1 00tantan(cottan)(tan)BA 则507.0tan或22.4tan（舍去），所以，5326 sin)cos()tan(00BAEa kN50.33)7.615326sin()305326cos()266.15326tan22.4(18 kNEEax50.18)cos(，kNEEay60.17)sin(三、墙体抗滑及抗倾覆稳定性验算（1）抗滑稳定性验算 需满足：取单位长度，可得：kN4.482210.226.16.0G kNEGEGxyQ9.255.184.1kN2.680tan4.489.06.060.174.14.489.0(tan9.0)9.0(

27、Q101）故满足抗滑要求（2）抗倾稳定性验算 需满足：0)(0.9GZ1GyxxyQZEZE 101(0.9)0.9tanQyQxGEGE非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮m758.02/2)6.16.0()6.04.06.031(26.021)3.04.0(26.04.03224.021ZG 10k1 2/2.11hH 0kN4.44)842.050.18347.160.17(4.1758.04.489.0)(9.01yxxyQGZEZEGZ 故满足抗倾稳定性的要求。四、基底应力及合力偏心距验算 kNEWEGNxQyQG72.820sin50.184

28、.10cos)060.174.12.14.48(sincos)(01011 mkNMMMmkNZEZEMmkNZBGMGExyyxEGG7655.02.14.11958.1)9.0853.1(60.17842.050.18)9.0(033.2)758.02/6.1(4.48)2/(kPaBeANPkPaBeANP331.36)6.1009.061(2.272.82)61(869.38)6.1009.061(2.272.82)61(1min1max 基底合力偏心距要求：mBe4.046.14，符合偏心距要求。故满足地基承载力的要求。五、墙身断面强度验算 m347.17.16tan842.06.1

29、tan,842.03/3/Z10yxyZBZmkhHmBmNMe267.06/6.16/009.072.82/7655.01kPahbffk490)5.01(184.40450)5.0()3(2211kPafkPaP5884902.12.1869.38max非淡泊无以明志，非宁静无以致远。诸葛亮志不强者智不达，言不信者行不果。墨翟1.强度计算（取1/2高处的水平断面）进行验算：则或（舍去），所以，又22.3/211Hhko 因此 475.02/1)1.16.0()3.02.03.031(13.021)3.02.0(16.02.03212.021GZ mkNM043.2)9.0466.1(716

30、.6448.0874.10)448.05.0(7.18 267.06080.0416.25043.20BmNMe 所以749.0)6.1267.0(121)6.1267.0(2561)(121)(2561282080BeBek 285.0)1.16.0(0.121mA kNNCNNNQiQiQiQQGGj8424.31)0716.64.17.182.1(0.1)(110 kNNkNARjrkk8424.31924.19231.270085.0749.0/61.1)10()11.1210(21)Ha)(2hHa(21A00tan)22(21)(21B000haHHhdbab483.026.011

31、.120112100tantan(cottan)(tan)BA 507.0tan22.4tan5326507.0tankNBAEa781.123588sin5356cos)483.0507.061.1(18)sin()cos()tan(00kNEkNEyx716.6,874.10m466.17.16tan448.06.1tan,448.03/3/Z10yxyZBZmkhHkNGmZmZxy7.18466.1,448.0，kNEGNy416.25716.6225.01)1.16.0(忍一句，息一怒，饶一着，退一步。增广贤文先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。范仲淹因为此路肩墙1025.1BH为矮墙，

32、可以不考虑纵向稳定问题。（2）正截面直接受剪时验算 kNQkNNfRAkNEQjmkjjxj874.10112.40416.2542.031.28085.0/874.101 综上所述，设计挡土墙符合要求。悬臂式挡土墙设计 计 算 书 学号：姓名：班级：人不知而不愠，不亦君子乎？论语古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。苏轼 成绩：日期：2014 年 9 月 宠辱不惊，看庭前花开花落；去留无意，望天上云卷云舒。洪应明好学近乎知，力行近乎仁，知耻近乎勇。中庸悬臂式挡土墙设计 A、内容要求 悬臂式挡土墙由立臂和墙底板组成，呈倒“T”字型。其具有三个悬臂，即立臂、墙趾板和墙踵板，适用于墙高

33、小于 6 米的挡土墙，其形式如图 2 所示。悬臂式挡土墙的设计，包括墙身构造设计、墙身截面尺寸的拟定、结构稳定性和基底应力验算以及墙身配筋计算等。墙身构造设计是指挡土墙的外形构造设计，一般悬臂式挡土墙的外形即如上图所示；墙身截面尺寸的拟定是指已知部分条件，根据对挡土墙的使用要求设计其它部位的尺寸；结构稳定性和基底应力验算是根据设计的一定尺寸的挡土墙，验算其在荷载、土压力等因素作用下是否满足规范的设计要求等。B、工程实例 某城市道路拓宽改造工程，采用轻型悬臂式路肩墙，其构造特点、荷载条件、道路状况初步见图 3：图 2 轻型悬臂式路肩墙 其它资料：（1）行车荷载：道路行车荷载为汽20 级，换算为汽

34、车等代土层厚 H0；（2）墙后填土：墙后填土的容重115kN/m3，内摩擦角35；（3）墙前填土：墙前填土的容重218kN/m3；（4）墙底参数：基底摩擦系数，地基承载应力值为 f=200kPa；（5）墙体参数：墙体采用 30 号混凝土浇筑，容重为325kN/m3。踵板趾板立臂底面层基层粉媒灰固化剂2.4m墙前填土百川东到海，何时复西归？少壮不尽力，老大徒伤悲。汉乐府长歌行穷则独善其身，达则兼善天下。孟子C、课程设计内容 1）根据以上工程实例资料，参照悬臂式挡墙设计内容要求，设计该挡土墙。2）将其改为普通重力式挡墙，重新设计该挡土墙，并比较其与悬臂式挡墙在结构形式和计算方法方面的异同。（一）悬

35、臂式挡土墙设计 一、确定墙身断面构造与尺寸 图 3 墙身结构设计图（单位：cm）墙身断面如图所示，各项数据符合作业设计要求，下面进行挡墙计算。二、力学计算 1.土压力计算 墙外土体水平，墙背竖直且光滑，采用朗肯土压力理论进行土压力计算。271.0)23545(tan)245(tan22aK 汽车等效土层厚度：地面处水平应力：00.96kcPHmr21015 0.96 0.2713.90/AarH KkN m穷则独善其身，达则兼善天下。孟子大丈夫处世，不能立功建业，几与草木同腐乎？罗贯中悬臂底 B 点水平应力：底板 C 点水平应力：210(30.5)15 4.46 0.271=18.13/Car

36、 HKkN m 由于挡土墙所受应力图为梯形，力臂难以确定，故将荷载产生的压力、力臂和土产生的压力、力臂分开计算：荷载合力：荷载力臂：土压力：土压力臂：2.竖向荷载计算（1）立板自重力 立板重心坐标（2）底板自重力 底板重心坐标21(1.250.350.5)1.052xm（3）地面均布荷载及填土的自重力：地面均布荷载及填土的总重心坐标 三、稳定性计算与分析 1.抗滑稳定性 竖向力之和 抗滑力 mkNfGTk/2.494.0123 滑移力 210(3)15 3.960.271=16.10/Bar HKkN m133.90 3=11.7/xAEkN m 130.522fZm21()30.5 12.2

37、 3=18.3/2xBAEkN m2130.51.53fZm 1130.250.35=3 2522.5/2kGSkN m 10.25120.25 3(0.1)(0.1 3)0.12230.50.7010.25 3(0.1 3)2xm 223=(1.250.350.5)0.5 2526.25/kGSkN m3011(3)1.25(0.96 15 15 3)1.2574.25/kGHrrkN m30.6250.350.51.475xm22.526.2574.25123/kikGGkN m1211.7 18.330/xxEEEkN m海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐人之为学，不日进则日

38、退，独学无友，则孤陋而难成；久处一方，则习染而不自觉。顾炎武 3.164.1302.49EfGKkc 故挡土墙抗滑稳定性满足要求。2.抗倾覆稳定性 稳定力矩：211223322.50.726.251.0574.251.475152.8/kkkkMG xG xG xkN m mg 倾覆力矩：20152.83.0011.550.85kgkMKM 故挡土墙抗倾覆稳定性满足要求。四、基底应力与偏心距计算 1.偏心距计算 地面承载力采用设计荷载，各项荷载的分项系数查规范可得：地面活荷载11.30y；土荷载21.20y；自重31.20y。竖向荷载引起的弯矩：1122330133()1.20.1186.01

39、5/vkkkMGxGxGxHrBxkN m mgggg 水平力引起的弯矩 11221.31.21.3 11.72 1.2 18.3 1.563.36/HxfxfMEZEZkN m m ggg 总竖向力：1230 131.2()0.1123 1.20.096 15 1.25149.4/kkkkGGGGH rBkN m 初始偏心距：186.01563.360.821149.4em 偏心距：02.10.8210.2290.35226BBeem 基底应力计算;112211.7 2 18.3 1.550.85/gkxfxfME ZE ZkN m m g百川东到海，何时复西归？少壮不尽力，老大徒伤悲。汉乐

40、府长歌行天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚德载物。易经max20min6149.46 0.229(1)(1)117.69 24.60/1.22402.12.1kGeKNmfkPaBB 故挡土墙基底应力满足要求。（二）改为重力式挡土墙 一、确定墙身断面构造与尺寸 图 4 重力式挡墙设计构造（单位：cm)墙身断面如图所示，H=4m，顶宽，底宽取+4*=，下面进行挡墙计算。二、力学计算 1.土压力计算 填土表面水平，墙背竖直且光滑，用朗肯土压力理论公式。201435(2)(2 0.964)15(45)48.13/222aaHEHH rKtgkN m。力臂大小：0 110 1134 3 0.96

41、 15 15 4=1.553 23 2 0.96 15 15 4fH rrHHZmH rrHgg 2.挡土墙自重及重心计算 浆砌块石重度3422/rkN m，为简便计算，将挡土墙划分为三角形和矩形，分别计算重心和自重。三角形自重：141=1.24 2252.8/2GSkN m 矩形自重：21 4 2288/GkN m 作用点距墙趾 O 点的水平距离：21GG和百川东到海，何时复西归？少壮不尽力，老大徒伤悲。汉乐府长歌行老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。唐王勃121.20.83xm，211.211.72xm 三、稳定性计算 1.抗滑稳定性计算 12()(52.8+88)0.61.7

42、61.348.13caGGKKE 故挡土墙抗滑稳定性满足要求。抗倾覆稳定性 1 12252.8 0.888 1.72.571.648.13 1.55tafG xG xKE Z 故挡土墙抗倾覆稳定性满足要求。四、基底承载力与偏心距计算 总竖向力：1252.8 88140.8/VGGkN m 合力作用点距墙趾 O 点的水平距离：1 122052.8 0.888 1.748.13 1.55=0.833140.8afG xG xE ZxmV 偏心距：02.20.8330.2670.367226BBexm 最大压应力：max6140.86 0.267(1)(1)110.6042002.22.2VePkP

43、afkPaBB 最小压应力：min6140.86 0.267(1)(1)17.3962002.22.2VePkPafkPaBB 平均压应力：maxmin11()(110.60417.396)6420022PPPkPafkPa 故基底应力符合要求。五、墙身强度验算 根据设计要求，仅验算墙身的 1/2 截面处的强度：该截面上的水平压力：海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐万两黄金容易得，知心一个也难求。曹雪芹 2101235(2)(2 0.962)15(45)15.93/222aahEHh rKtgkN m。水平压力力臂：0 1110 1132 3 0.96 15 15 2=0.833

44、23 2 0.96 15 15 2fH rrhhZmH rrhgg 截面上的自重（划分为三角形和矩形分别计算）：310.62 2213.2/2GkN m，41 2 2244/GkN m 截面上的竖向力之和：13.24457.2/GkN m 作用点到截面前缘点 O 点的水平距离：320.60.43xm，40.6+0.5 1.1xm 合力作用点至 1/2 截面最远处 A 点水平距离：33441113.20.444 1.1 15.93 0.83=0.70757.2afAG xG xE ZxmG 偏心距：1111.60.7070.0930.267226Abbexmm 截面上的法向应力验算：max21m

45、in11657.26 0.093(1)(1)48.22 23.28/1.61.6GeKN mfbb 故截面强度符合要求。综上，挡土墙的设计符合要求。六、重力式挡土墙与悬臂式挡土墙的异同 1.共同点：均是目前较为常用的挡土墙形式。2.不同点：（1）重力式挡土墙：重力式挡土墙依靠墙身自身重力支撑土压力来维持其稳定，形式简单，墙背竖直，施工方便，不需配筋，土压力计算简便。21GG和海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。林则徐以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。旧唐书魏征列传 （2）悬臂式挡土墙：悬臂式挡土墙由立臂和底板构成，有三个悬臂，即立臂、趾板和踵板，墙身断面较小，属于轻型挡墙，但需要配筋，结构的稳定性依靠踵板上的填土重量来保证。