1.1 挡土墙设计1.1.1 挡土墙的类型挡土墙具有阻挡墙后土体坍滑，保护与收缩边坡等功能。

在路基工程中，挡土墙常用来防止路基填土或挖方坡体变形失稳，克服地形限制或地物干扰，减少土方量或拆迁和占地面积，避免填方侵占河床和水流冲淘岸坡，整治滑坡等病害。

按照墙的设置位置，路基挡土墙可分为路肩墙、路堤墙和路堑墙等。

挡土墙按结构形式与特点的不同可划分为重力式、薄壁式、锚固式、垛式和加筋土式等。

重力式挡土墙验算现拟定采用俯斜衡重式路堤墙。

墙高H=15.9m ，上墙H1 =6.4m ,墙背俯斜1:0.33 ( ! = 18o15 )，衡重台宽d=1.0m,下墙H2=9.5m，墙背仰斜1:0.25 ( 2 二—14o02 ' ) d 0.5m墙面坡度1:0.05,墙身分段长度按沉降伸缩缝的要求进行。

取此处挡土墙为例，验算拟定尺寸是否满足强度、稳定性等要求。

山坡基础为砂、页岩，查得摩阻系数f 0.6 ，地基容许承载力0 800kPa填土边坡为1 : m = 1 : 1.5，路基宽度为12米。

墙背填料为就地开挖砾石土，容重为 =18.6 KN /m3,内摩阻角35。

墙体用50号砂浆砌片石，容重为=22.5 KN/m3，容许压应力a600kPa ,容许剪应力j 500kPa ,外摩阻角3= /2=17.5 °稳定系数：滑动稳定系数[Kc]=1.3, [Ko]=1.5. 。

计算图示见图4。

图7.2衡重式挡土墙计算图示、上墙土压力计算设计荷载采用公路U 级，采用双车道布置，选取分段长度 L=12m ,车辆荷1、计算破裂角，判断是否出现第二破裂面假象墙背倾角为：载换算等代土层高度为h oG 200 4 b o L18.6 5.5 120.651，分布宽度取5.5m 。

同理，验算荷载用挂车车辆荷载换算等代土层咼度为h o = 0.75m, 分布宽度为5.51 29 30假设破裂面交于荷载内，按《道路工程》中表5 - 28第一类公式：i 145 /2 45 35 /2 27.5tan 1 0.521验算破裂面位置： 第一破裂面距墙顶内缘：H'tan 1 tan 1) b o 5.5m ，破裂面交于荷载外，与假设不相符，需要另外采用公式。

由于破裂面交于荷载外 而11，故出现第二破裂面。

2、计算第二破裂面上的主动土压力cos( i)K(tan i tan i ) 0.604sin( ii2 )‘ 2h °h 22 0.75 3.8 …K11 022H 116.421.14主动土压力：E 11 -H 1KK 1 1 18.6 6.42 0.604 1.14 262.29kN2 1 12E1yE 1 sin( i ) 262.29 sin (27.5 35 ) 232.65kNE1XE 1 cos( i)262.29cos(27.5 35 )121.11kN对上墙的力臂：Z1YnH 2 b 2 d 1 乙Y tan i )0.05 9.5 3.43 1 2.35 0.25 4.33m6.4 0.75 3.8(4 6.4 3 3.8)3 3 6.421.14tan 1H 1 ta n 1 H?d i6.4 0.33 1.06.40.568h b h 2 (4H 1 3h 2)23H 1 K 12.35m3，上墙实际墙背上的土压力E1 :E 1X E 1X 121.11kN E 1yE 1X tan 1121.11 0.33 39.97kN对上墙01的力臂：1 Z 〔x H 1 2.13m1x31、下墙土压力计算 采用力多边形法 (1)对于汽车设计荷载 求破裂角2假设破裂角交于荷载外，贝U ：2 35 17.5 14.03 38.47tan 3=0.794233.80验算破裂面位置H tan 2 H 2 tan 2 H 1 tan 1 15.9 0.699 9.5 0.25 6.4 0.64212.54 b ° 破裂面交于荷载之外，与原假定相符，故采用公式正确 计算土压力E 2A oB ° R 11 2(H 2 H 1)2 126.41 21出(战 2HJtan 21 2 H 1 ta nn 1 2I 。

H 1 (ta n 1 ta n 1) h o 12,20tanE 1XCOS ( 1)121.11 cos(35 27.5 ) 263.28tan\ (cot tan )(tanBo) R Sin( 1)0.669A A o sin cos5.5mcosj)…sin( 2 1、）2(A 0tan2 B) R1sin( 2 )sin( 2)0.3620.10918.6(126.41 0.642 12.20) 263.280.9520.9522XE 2 cos(2 2) 458.99 cos( 14.03 17.5)2yE 2 sin( 22)458.99 sin( 14.0317.5 )hH 2U0 d H 1(tan 1' tan J]E458.99kN E458.15kN /mE 27.78kN /mi(H 1 H 2) tan 2 H 2 tan 2 H 1 tan2.77(m)9.533 2H 2 3H 1 H 23h o h 1(2H 1 hj3 H 2 (H 2 2H 1) 2h °h 13 9.5 6.42 3 0.75 5.54(2955・54)0.74 .m3 9.5(9.5 2 6.4) 2 0.75 5.54Z 2yB Z 2X tan 2 3 5.62 0.25 4.41m三、墙身截面计算经试算后，取墙顶宽b 1 1 m ，则上墙底宽b 23.43m ，下墙底宽 B = 1.54m 。

1,墙身自重及对墙趾的力臂每延米上墙重及对墙趾力臂122.5 6.4 4.43 318.96kN/m2ZW2w1nH 22 2bb | b 2 b 2 (2b 1 b 2) n^每延米下墙及对墙趾的力臂B 2 3( b 1 b 2)1.82m12 K H 2(d 1 b2 B)122.5 9.5 (1 3.431.54) 2B(b 2 dj (b 2 dj 22(b 2dj638.04kN /m3( B b 2 djnH 21.04m第二破裂面与墙背之间的土重及力臂对于汽车设计荷载其中，对墙趾的力臂:Z W 3n(H 1 H 2) b H 1 tan0.05 15.9 1 6.4 0.33 也 0.795 1 1.98 0.573.21miv 土楔上的荷载重及力臂对于设计荷载汽一20b °L 80018.6 12 5.5h od 22d 1d 22d 1 (2d 2 d 1)H 1 ta n 1 3(d 2 dj1 0.77 12 (2 0.77 1)6.4 0.333 1.770.651h g d 218.6 0.651 0.77 9.32kN/m Zw4 n(H1H 2) b 1 ld 220.05 15.9 10.77 - 2.18m2稳定性及强度计算1、汽车设计荷载1）抗滑稳定性验算’ (W 1 W 2 W 3 W 4 巳丫 E 2Y )£K cfE 1X E 2X318.96 638.04 105.359.32 232.6527.280.6 1.38 1.3121.11 458.15满足抗滑稳定性要求。

2）抗倾覆稳定性验算d 2 W 3H 1 (ta n 1 tan 1 H 1(d 1 d 2)21) 126.4 18.6 (0.642 6.4 (1 0.521) 0.77m 0.77) 105.35kN /mW1 Z W1 W 2Z W2 W 3Z W3 W 4Z W4 E 1Y Z 1Y E 2Y Z2YE1X (Z 1XH2) E2X Z2X318.96 1.82 638.04 1.04 105.35 3.21 9.32 2.18 232.65 4.33 27.78121.11 (2.35 9.5) 458.15 0.741.54 1.5满足抗倾覆稳定性要求。

3)偏心距及基底应力验算M W E y 6ey(1 ) A W B B798.76 3 0.56、 (1 ) 3 3 415.36kPa 0 800kPa满足要求。

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 E 1及水平分力巳乂，上墙实际墙背上的土压力E ；为：E 1X E 1X 121.11kNE 1y E 1X tan 1121.11 0.33 39.97kN对上墙。

1的力臂：1Z 1xH 1 2.13m 3选上墙墙底水平截面验算：K o4.41M yM X (W E Y ) 由道路工程表5 33知, B 3 e Z N 1.192Z N2732.44 1774.311.19798.76当地基为石质较差 的砂页互岩地基时，e o 1.2 ,即:0.31m 1.2 B( 0.6m)2 2 6 因此基地应力按偏心荷载作用下应力计算：max乙Y b 2 Z 1X tan 1 4.5 2.13 0.33 3.79m0.96m 0.3b 2( 1.03m) 0.75亍 0.43m)280.36 a ( 600kPa) 71.161( 60kPa)2、对于验算挂车荷载按上述相同的方法与步骤，以挂车验算荷载计算。

结果如下:E 1 =340.65kN; E 2 =1008.31kN; K c =1.49>1.3;K 0 =1.72>1.5;Be 0.46m( 0.5m) 61780.25kPa 0( 800kPa)上墙墙底面：ei 1.06m 0.3b 2 ( 1.35m)综上可知该截面衡重式挡土墙对于设计荷载公路u 级均满足各项强度指标, 所选截面尺寸符合各项要求eib 2Z Nb 2W l (Z W1nH 2)E1Y Z1XE 1X Z 1YW/| E 1Ymax minW 1 E 1Y b 2(1雯）318.96 39.973.43(1 6 0.96、 3.43)E 1x 121.11 b 23.4335.31kPaj( 500kPa)max 302.64 misn 58.3836.47 ( a ( 600kPa) 1 ( 60kPa)500kPa)。