第三章挡土墙设计3.1. 设计资料浆砌片石衡重式挡土墙，墙高H=7m ，填土高a=14.2m ，填料容重18KN/m ‘,根据内摩擦等效法换算粘土的42，基底倾角 0=5.71。

圬工材料选择7.5号砂浆砌253号片石，容重为 k 23KN /m ，砌体 a 900kpa ， j 90kpa ， i 90kpa ，wi140kpa ，地基容许承载力430kpa ，设计荷载为公路一级，路基宽 32m 。

3.2. 断面尺寸（如图1）过综合考虑该路段的挡土墙设计形式为衡重式， 初步拟定尺寸如下图，具体数据通过几何关系计算如下：B 4=2.6m ， B 41 =2.61m ， B 21 =0.35m ， B 11 =1.27m ， h=0.26m ， tan 1 —0.25tan j =0.05 tan =1:1.75 , b=8 X 1.5 + 2+6.2 X 1.75 = 24.85m ;H=7m ， H 1=3.18m ， H 2=4.52m ， H 3=0.7m ， B 1=1.948m，B 2=2.46m ，B 3=2.67m0.311 tan 2 =假设第一破裂面交于边坡，如图 2所示:图i 挡土墙计算图式:3.3. 上墙断面强度验算3.3.1土压力和弯矩计算： 3.3.1.1 破裂角作假象墙背1tan-1H i O'311Bn3・18 O'311 -.27=0.71H i 3.18,35.3729.742根据《公路路基设计手册》表19021 丄9021212其中.sinarcsin =47.85sin对于衡重式的上墙，假象墙背图2上墙断面验算图式:3-2-2第四类公式计算:=33.1=14.9，而且1> i ,即出现第二破裂面。

设衡重台的外缘与边坡顶连线与垂直方向的角度为0，则:tan 0=b H1tanB1 =24・85 3・18。

311估H1 a 3.18 14.2=1.3> tan i=o.65，所以第一破裂面交与坡面，与假设相符。

3.3.1.2 土压力计算土压力系数：K=2COS=0. 5832COS i cos isin 2 sincos cos作用于实际墙背上的土压力为: E 1y = E 1x tan 1=13.42 (KN )土压力对验算截面的弯矩:H 1Z 1y =- =1.29 (m )Z 1x =B 1 Z 1y tan=1.55 (m )31yM E1 E 1y Z 1x E 1x Z 1y =13.42 X 1.55 — 43.14 X 1.29 =- 34.85 (KN.m )3.3.1.3 上墙自重及弯矩计算W 1=1/2(0.8+1.948 )X 3.18 X 23 = 100.49 ( KN )2 20.820.8 1.948 1.9482 2 0.8 1.948 0.05 3.18Z 1 ==0.795 (m )3 0.8 1.9483.3.2 截面应力验算N 1 E 1y ' W 1=113.91( KN )M 1 M E1 M W1 =45.08 (KN.m ) B 1 M 1 e 1-=0.578>B 1/4=0.4872N 1N 16e 1 min1 = — 45.62kpa> —90kpaB 1B 1直剪应力：1 H 1 f 0 N 1 /B 1 = — 1.244<90kpa ，其中f 0为圬工之间的摩擦系数 这里根据规范取值为 0.4 。

1 1 tan 1tan =3.88 (m )H 1 = H'1 tan i tan曰=2卄 K =78.99( KN)E ix =E 1 COS iE iy = E i sin =66.17 (KN )E IH = E 1COS=43.14 (KN )0 =36.34(KN )E 1V = E 1 sin i0 =70.13( KN) M W 1 100.49 0.79579.93 (KN.m )E 1x = E 1x =43.14( KN )H 1 E 1x '=43.14( KN )斜剪应力计算如下:H 1 0.5 k B ： tan j N 1 f 0 H 1tanj H 1ta njN 1 f q H 1 0.5 k B ： tan jtan A .. A 2 1 =1.405，所以 =54.56斜剪应力:2COS12H 1 1 f 0tan 1 tan j tan N 1 tan f 0 1 tan j tank B 1tan tan f 02B 1=39.82kpa<90kpa3.4. 基顶截面应力验算：3.4.1.破裂角 由前面计算得知上墙的第一破裂面交于边坡，现假定下墙的破裂面也交于边坡。

（如图3）根据《公路路基设计手册》表 3-2-3第五类公式计算：图3基顶截面计算图式N i =0.347N i290=34.83 °，式中=34.83 °,tan 用以下公式计算：Jtan tan cot 2 1 tan 2 2cot 2 tantan0.2341 tan 22tan cot 2则得到 b H 2 tan 2 tan 2 H 1tan 广伯.656 （ m ） > a H ! tani =11.86（m ）故下墙的破裂面交于边坡，这与假设相符。

3.4.2. 土压力计算:' 2土压力系数：K = __________________ cos 2 _____________________ =0.252 2,sin 2 sinCOS 2cos 221-------------------------------\ cos 22cos 22h 0 , 1 tan tanK 1=1+ — =3.73 且 h 0= H 1 ---------------------------------------------- =5.215， H 2 = H 2 H 3=3.82（ m ）H 21 tan2 tan巳=—H 2'2K K 122.47（ KN ）2 厶 1土压力对验算截面产生的弯矩：H 2h 。

Z 2y =- —r =1.74（ m ）3 3K1上墙的土压力对验算截面的弯矩: 乙x Z 1X H 2=5.37（ m ）H 2tan jB 1 B 11 Z^tan i =3（m ）M E 2 E 1 y Z 1 y E 2y Z 2y E^Z 1X E 2X Z 2X359.31 （KN.m ）3.4.3.墙身自重及对验算截面产生的弯矩:W 1=100.49（ KN ）Z 1 Z 1 H 相n j =0.954（ m ）1 'W 2= B 1 B 2 B 11 H 2 k =249.43 （ KN ）22 2r 3.218 3.218 2.46 2.46 2 3.218 2.46 0.05 3.82Z 2=1.53 （ m ）E 2x = E 2 cos 22 =121.56 （ KN ），E 2y = E 2 sin 22 =14.84 （ KN ）Z 2X =B 2Z 2y tan 2 =2.895（ m ）3 3.218 2.46W= W 1+ W 2=349.9- （KN）M w W1Z1' W2Z2=477.5 （KN.m）* *3.44衡重台上填土重及弯矩计算:W E =W EI +W E2=85.65(KN)=248.19(KN.m) 3.4.5.截面强度验算:e B 2M 20 52>B2/4=0.62e 2=0.52>B2N 2N 216e 2 476.32kpa 900kpa 1 2B 2B 256.34kpa 140kpa 剪应力验算：H 2f 。

N 2 /B2 = —17.05<90kpaW EI H 1H 1 tan 1 tan W E 2B 11H i =36.35(KN)i =49.3(KN)3.5.基底截面强度及稳定性验算:M WE = lW E22H 1tanB 11W E1 2H 1tan 1 H^an i W E H tan j 0.8M 2 M E2 M W E M w =366.37 (KN.m )N 2 E 1y E 2y W E W =516.58(KN )* *13.5.1. 土压力及弯矩计算:图5基底截面强度及稳定性验算图式H02=H 2+0.26=4.78 （m）K1 1巴=3.18H 022cos 厂0.252cos 2cos 2sincos 2 22 sincos1E3=—22 1 ”H02 KK1163.48（KN）E3x = E 3 cos 2 2 =162.28（KN），E3y= E 3Sin 2 =19.81（KN）E3H = E 3 cos 220 =159.5（KN），E3V= E 3 sin 2 0 =35.86（KN）土压力对验算截面产生的弯矩:H 02 h°Z3x= 02N h=1.88（m）3 3KZ3y=B3 Z3X tan 2=2.14（m）乙x Z1x H 3=6.07（m）Z1y Z1y B21 H 3tan j =3.39（m）M E3 E1y Z1y E3y Z3y E3x Z3x 300.24（KN.m）3.5.2. 墙身基础自重及对基底截面产生的弯矩:* *Z 32.812 2.81 2.67 2.6722 2.81 2.67 0.05 0.73 2.81 2.671.39m1厂厂 W 4=—B 3h k =7. 98( KN ),2W= W 1 +W 2+W 3 +W 4=407.764Z 41B 4 B 3 =1.76 (m ) 3M w W 1Z 1' W 2Z 2' W 3Z 3 W 4Z 4=697.32(KN.m )3.5.3.衡重台上填土重及对基底截面的弯矩计算:W E W E =85.65(KN)M WE ' M WE W E B 21 H 3tanj =281.59(KN.m)3.5.4.基底截面应力和稳定验算：3.5.4.1.偏心距及基底应力验算：M M E3 M W M WE ' =678.67KN)E 1V E 3V W W E COS 0 =596.96(KN )H E 1H E 3H W W E Sin 0 =244.93 (KN )M =0.168<B 4/6=0.433NN6e 3317.05kpa 430kpa应力验算：121=满足要求。

1,2 DB 41B 41140.39kpa 430kpa3.5.4.2.稳定验算：a)滑动稳定方程：1.1W W EQ1E 1y E 3y E 1X E 3X tan 0 1.1W 1W EQ1 E" E 3y tan 0 Q1 E 3XW i =100.49 ( KN ) Z ；乙 H 舶n j =1.344 ( m )1 'W 2= - B ； B 2 B ；； H 2 k =249.43( KN )2Z 2Z 2 B 21 H 3tanj =1.92 (m )1W 3= — B 21 B 2 B 3 H 3 k =49.864(KN ),2B 41 2* *=55.48>0 ，式中QI 为土压力分项系数，根据规范取值为1.4 , 为基底摩擦系数取值为0.4抗滑动稳定系数Kc 按下式计算: W W E E ix E 3X tan 0 E ix E 3X WW E’tan 。