目录第一部分课程设计任务书第二部分路基工程课程设计计算书一、设计资料 (2)二、断面尺寸 (2)三、墙顶以上填土压力的计算 (3)1、车辆荷载 (3)2、墙背土压力计算 (3)2.1求破裂角 (4)2.2求主动土压力 (5)3、墙身截面性质计算 (6)3.2作用于基底以上的重力 (6)4、墙身稳定性验算 (7)4.1抗滑稳定性验算 (7)4.2抗倾覆稳定性验算 (8)5、基底应力验算 (8)6、截面应力验算 (9)6.1对于1/2墙高处 (9)6.2对于墙身底部 (11)7、挡土墙排水和变形缝设置 (14)第三部分路基工程课程设计图纸路基工程课程设计计算书一、设计资料某新建公路K2+345～K2+379路段采用浆砌片石重力式挡土墙，具体设计资料如下：1.山区重丘一般二级公路，路基宽8.5m ，路面宽7.0m 。

2.设计荷载为汽车—15，验算荷载为挂—803.山坡基础为中密砾石土，容许承载力为520kPa ，基底摩擦系数为0.4。

4.填土边坡为1:1.5。

5.墙背填料的重度为18.6kN m γ=，计算内摩擦角35ϕ= 。

6.墙体采用50号浆砌片石，重度为22.5kN m γ=，容许压应力[]02450kPa σ=，容许剪应力[]0862.4k P a τ=，填料与墙背之间的摩擦角217.5δϕ== 。

7.挡土墙横断面形式应采用墙背俯式、基底为倾斜、有墙趾（墙踵可根据具体情况设置）的结构形式。

8.初步拟定挡土墙高为4～8m ；墙背倾斜角为16°～20°；b=0.8～1.2m 。

二、断面尺寸综合考虑该路段的挡土墙设计形式为重力式，初步拟定尺寸如下图，具体数据通过几何关系计算如下：1=1.0m b ，H=6.0m ，DH=0.76m ，DL=0.4m ，=0.9m b ，8.5-7.0d==0.75m 2，a=0.6m ，B=3.1m ，H =7.38m '图1 挡土墙截面示意图三、墙顶以上填土压力的计算1．车辆荷载车辆荷载作用在挡土墙墙背填土所引起的附加土体侧压力，换算成等代均布土层厚度计算。

根据资料，设计荷载为汽车-15级。

所以汽车荷载的换算柱高h 0为：LB Q h 00γ∑=两辆车-15级的横向分布宽度B0=7.00m 。

取一辆标准汽车的扩散长度：79.1730tan )6.0236.5(0.1430tan )2(0=⨯++=+'+= a H L L在lB 0范围内可能布置的最大车轮重力为：mh kN Q 50.079.170.76.1870070015020020=⨯⨯==+=∑）（其中：γ为墙后填土重度0B 为不计车辆荷载作用是破裂棱体的宽度。

对于路堤墙，指破裂棱体范围内的路基宽度L 为挡土墙的计算长度∑Q 为布置在L B 0范围的车轮总重 验算荷载为挂车-80级：对于挂车-80，按在路面宽度内居中行驶考虑m LB Q h 69.079.175.36.188000'0=⨯⨯==∑γ2.墙背土压力计算在挡土墙基础一般埋深的情况下，挡土墙前的被动土压力可不计，只计墙背填土的主动土压力。

2.1求破裂角θ假设破裂面交于荷载中部，则：35164217306912ψϕαδ'''=++=︒+︒+︒=︒74.20)36.56.0()50.0236.56.0(21)()22100=+⨯⨯++='+⋅+'+=H a h H a A （ αtan )2(21)(21000h a H H h d b b a B ++''-⋅++⋅=7.16tan 5.06.0236.536.521-5.075.09.09.06.021⨯+⨯+⨯⨯⨯++⨯⨯=）（）（ 58.4-=))(tan tan (cot tan tan 0A B +++-=ψψϕψθ ）（）（221.021tan69cot3521tan692169tan --'︒⋅︒+'︒+'= 497.0=破裂角=arctan0.4972625θ'= 验算假定： 破裂面距墙背顶点()()()tan tan 5.360.6tan26.41 5.36tan16.7 4.57H a H m θα''++=+⨯+⨯=荷载内边缘距墙背顶点()0.90.75 1.65b d m +=+=荷载外边缘距墙背顶点()00.90.7578.65b d l m ++=++=因1.65 4.578.65<<，故破裂面交于荷载中部，假设满足要求。

在挂车荷载时:m h 69.0'0=873.21)36.56.0()69.0236.56.0(21)()22100=+⨯⨯++='+⋅'+'+='H a h H a A （ αtan )2(21)(21000'++''-'⋅++⋅='h a H H h d b b a B7.16tan 69.06.0236.536.521-69.075.09.09.06.021⨯+⨯+⨯⨯⨯++⨯⨯=）（）（ 96.4-=))(tan tan (cot tan tan 0''+++-='A B ψψϕψθ）（）（227.021tan69cot3521tan692169tan --'︒⋅︒+'︒+'= 492.0=破裂角=arctan0.4922613θ''=故可近似认为计算图示破裂面与原假定破裂面相符。

取26θ≈︒。

2.2求主动土压力可知cos()sin()a E G θϕθψ+=+()()()()cos cos 2625350.481sin sin 26256912a K θϕθψ'+︒+︒===''+︒+︒88.1458.441.26tan 74.20tan 00=+⨯=-= B A S θ)sin()cos()tan (00ψθϕθθγ++-=B A E amkN /12.133481.088.146.18=⨯⨯=则土压力的水平和垂直分力分别为：m kN E E a x /10.1102.34cos 12.133)cos(=︒⨯=+=δαm kN E E a y /82.742.34sin 12.133)sin(=︒⨯=+=δα作用位置：11= 5.36=1.78733y Z H m'=⨯tan =3.01-1.787tan16.7 2.474x y Z B Z m α=-=对于挂车荷载：()()()()cos cos 2613350.484sin sin 26136912a K θϕθψ''+︒+︒'==='''+︒+︒73.1596.43126tan 873.21tan 00=+'⨯='-''=' B A S θ)sin()cos()tan (00ψθϕθθγ+'+''-''='B A E am kN /61.141484.073.156.18=⨯⨯=则土压力的水平和垂直分力分别为：m kN E E a x /12.1172.34cos 61.141)cos(=︒⨯=+'='δαm kN E E a y /60.792.34sin 61.141)sin(=︒⨯=+'='δα 作用位置：11= 5.36=1.78733y Z H m''=⨯tan =3.01-1.787tan16.7 2.474x y Z B Z mα''=-=3．墙身截面性质计算3.1截面面积29.31A m =∑ 3.2作用于基底以上的重力()22.59.31209.475/K G A kN m γ=⋅=⨯=∑ 合力重心到墙趾的垂直距离为：()0.3040.2 4.760.5 3.4 1.5870.476 2.01+0.06 2.949.310.963GiG A Z Z Am ⋅=⨯+⨯+⨯+⨯⨯==∑∑4．墙身稳定性验算4.1抗滑稳定性验算图2 挡土墙的抗滑动稳定为保证挡土墙抗滑稳定性，应满足下式：'≥+'+x Q y Q E G E G 101tan 9.0)9.0(γμγα式中：1Q γ为主动土压力分项系数，当组合为Ⅰ、Ⅱ时，1 1.4Q γ=；当组合为Ⅲ时，1 1.3Q γ=。

常用荷载组合见下表：常用作用（含荷载）组合 表4-1组合作用（或荷载）名称Ⅰ 挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、填土重力、填土侧压力及其他永久荷载组合 Ⅱ 组合Ⅰ与基本可变荷载相结合 Ⅲ 组合Ⅱ与其他可变荷载、偶然荷载相结合因为()209.475/G kN m = 则有01tan 9.0)9.0(αμγG E G y Q +'+(0.9209.475 1.479.60)0.50.9209.4750.2191.032/kN m =⨯+⨯⨯+⨯⨯= 1 1.4117.12163.968/Q x E kN m γ'≥=⨯=（满足要求）4.2抗倾覆稳定性验算图3 挡土墙的抗倾覆稳定为保证挡土墙倾覆稳定性，应满足下式：0)(9.01≥''-''+y x x y Q G Z E Z E GZ γ 可知：0.963G Z m =则：0.9209.4750.963 1.4(79.60 2.474117.12 1.787)⨯⨯+⨯⨯-⨯164.244/0kN m =≥（满足要求）5、基底应力验算每延米挡土墙总竖向力设计值：11010()cos sin G Q y Q x N G E W E γγαγα''=+-+(209.745 1.2 1.479.60)cos11.3 1.4117.12sin11.3388.223kN=⨯+⨯⨯︒+⨯⨯︒=平均压应力：1388.223128.983.01 1.0N p kPa A ===⨯ 基底弯矩：1.4 1.2E G M M M =+1.4[117.12(1.7870.601/2)79.60(2.4743.01/2)] 1.2209.475(3.01/20.963)271.996kN m =⨯⨯--⨯-+⨯⨯-=⋅基底合力偏心矩：1271.9960.700.502388.2236M Be N ===≥=且4B e ≤；可不考虑地基拉应力，压应力重新分布如下：1max 22388.223317.56533(3.01/20.69)N p kPa C ⨯===⨯-； min 0p =地基能载力抗力值：1122(3)(0.5)k f f b h κγκγ=+-+-5200 4.418.6(1.30.5)601.84kPa=++⨯⨯-=因为：128.98=601.84p f kPa =≤max 317.565 1.2 1.2601.84722.208p kPa f kPa =≤=⨯= 故基底应力满足要求。