仰斜式路肩墙设计一．挡土墙设计基本资料(1) 参照原路段设置浆砌片石护坡，基础顶面埋深设置0.8m ；基底土质取砂类土，基底与基底土的摩擦系数1μ=0.4，地基承载力基本容许值f=300kPa 。

（2）墙背填料：选择天然砂砾做墙背填料，重度3/γ19kN m =，内摩擦角35ϕ=o ，,墙后土体对墙背的摩擦角δ17.52ϕ==o 。

（3）墙体材料：采用浆砌片石砌筑，采用M7.5号砂浆、MU30号片石，砌石3/γ23kN m = ，轴心抗压强度设计值 [a σ]=1000k a P ，容许弯拉应力[1σ]=140k a P ，允许剪应力j 90[]kPa τ=。

表1.1挡土墙基本尺寸及资料图1 挡土墙基本设计尺寸二．挡土墙自重及重心计算图2.挡土墙自重及重心计算图示取单位墙长1m ，如下图示，将挡土墙截面分为三部分：11223312323 1.241110.423 1.5117.2523 1.50.150.51 2.59130.24i i i G V kN G V kNG V kN G G G G kNγγγ=•=⨯⨯⨯==•=⨯⨯==•=⨯⨯⨯⨯==++=截面各部分重心至墙趾1O 的距离：10.30.50.25(40.25 1.2)/2 1.53e m=+⨯+⨯+=2 1.50.752e m== 32 1.513e m =⨯=全截面重心至墙趾的距离：112233()/(110.4 1.5317.250.75 2.59 1.0)/130.24 1.42e G e G e G e e m=++=⨯+⨯+⨯=墙顶至后踵2O 的高度: H=4.65m三. 主动土压力计算图3 挡土墙土压力计算图示1.破裂角θ车辆荷载()210410.01017.5/8q KN m -=+⨯=车辆荷载换算等代土层厚度为017.50.92119qh m γ=== 假设破裂面交于荷载内，按公式()02tan (2)20.50.921tan(1402)4.654.6520.9210.231dh A H H h α=-+⨯⨯'=--+⨯=o35140217.53828ψϕαδ''=++=-+=o o o otan tan tan 38280.7193543θψθ=-+'=-='∴=o o验核破裂面位置：破裂面距墙踵tan 3.34H m θ•=荷载内边缘距墙踵tan 1.66d H m α-•= 荷载外边缘距墙踵tan 8.16d H b m α-•+=1.66 3.348.16m m m ∴<<与假设相符，可用所选计算公式。

2.主动土压力系数K 和1K1011cos()(tan tan )sin()cos(354335)(tan 3543tan1402)sin(35433828)0.3430.4690.1610.50.480tan tan tan 3543tan1402220.9210.4801(1)1(1) 1.3554.65 4.65K d h mh h K H H θϕθαθψθα+=++'+''=-''+=⨯====''++⨯=+-=+-=o o o oo oo o3.主动土压力E 及作用点位置yZ后踵点土压力： 221119 4.650.161 1.355412 4.81/2H K E K kN mγ=⨯⨯⨯⨯==单位墙长（1m ）土压力的分量：cos()144.81cos(14.0417.5)144.73/sin()144.81sin(14.04)1 2.7117.5/X Y E E kN m E E kN m αδαδ=⨯=-⨯==⨯=+︒+-=︒++⨯土压力水平分量的作用点至墙趾的距离：22010121222(2)1324.650.921(4.6520.48)0.9210.4832 4.65 1.3551.76y h H h h h Z H H K --=+-⨯-⨯=+⨯⨯= 土压力数字竖直分量的作用点至墙趾的距离：tan 1.5 1.76tan(14.04) 1.94X y Z B Z mα=-=-⨯-︒=四．基底合力的偏心距检验作用于基底形心的弯矩：44()()()2221.46 1.460.15130.24(1.42) 2.71(1.94)44.73(1.76)22217.78d y x x y B B H M G e E Z E Z kN m =-+---=-+---=⋅V g作用于倾斜基底的垂直力:00()cos sin (130.24 2.71)cos54344.73sin 543136.23d y x N G E E kN αα=++''=++=o o 倾斜基底合力的偏心距：4017.780.1310.243136.236d d M Be m m N ===<=∴偏心距验算符合《公路路基设计规范JTG D30-2004》规定。

五．地基承载力验算由公式（5.2.2）及公式（5.2.2-4）Q 406B e <0max 41410min 4141max 6136.2360.13111139.661 1.491 1.496136.2360.1311143.201 1.491 1.49139.66300d ad aa a a N e kP B B N e kP B B kP f kP σσσ⎛⎫⨯⎛⎫∴=+=+= ⎪ ⎪⨯⨯⎝⎭⎝⎭⎛⎫⨯⎛⎫=-=-= ⎪ ⎪⨯⨯⎝⎭⎝⎭=<=地基承载力验算通过。

六．抗滑动验算墙前填土的被动土压力较小，为使结构更安全，不计入墙前填土的被动土压力 （1）沿基底倾斜平面滑动验算 滑动稳定方程应符合：图4 沿挡土墙基底平面滑动稳定性验算图示1011011.1(tan )(1.1)tan 0Q y x Q y Q x G E E G E E γαμγαγ⎡⎤++++->⎣⎦按《公路路基设计规范JTG D30-2004》表5.4.2-5得1 1.4Q γ=[]1.1130.24 1.4(2.7144.730.1)0.4(1.1130.24 1.4 2.71)0.1 1.444.7313.410kN ∴⨯++⨯⨯+⨯+⨯⨯-⨯=>符合沿基底倾斜平面滑动稳定方程的规定。

抗滑稳定系数：[]010130.24 2.71132.95(tan )(132.9544.730.1)0.41.75 1.3tan 44.73132.950.1y x c c x N G E kN N E K K E N αμα=+=+=++⨯===>=--⨯（2）沿过墙踵点水平滑动稳定性验算图5 沿墙踵点水平面滑动稳定性验算图示计入倾斜基底与水平滑动面之间的土楔的重力，砂性土黏聚力c=01.460.1518/2 1.97N kN =⨯⨯=V滑动稳定方程：111(1.1)0Q y Q x G E E γμγ+->111(1.1)(1.1130.24 1.4 2.71)0.5 1.444.7310.910Q y Q xG E E kN γμγ∴+-=⨯+⨯⨯-⨯=>抗滑动稳定系数[]2132.95 1.970.5 1.51 1.344.81c c N N K K E μ++==⨯=>=V符合规范要求。

七．抗倾覆稳定性验算倾覆稳定方程：10.8()00.8130.24 1.42 1.4(2.71 1.9444.73 1.76)45.100Q y x x y G e E Z E Z kN γ+->∴⨯⨯+⨯-⨯=>g 符合要求。

抗倾覆稳定系数[]00130.24 1.42 2.71 1.942.46 1.5044.73 1.76y xx yG e E Z K K E Z +⨯+⨯===>=⨯g抗倾覆稳定系数符合要求。

八．挡土墙墙身正截面强度和稳定验算取基顶截面为验算截面。

（1） 基顶截面土压力计算：由墙踵点土压力的计算结果：00.161,0.921()K h m ==;基顶截面宽度：2 1.2()s B B m ==基顶截面处的计算墙高为： 4.0()H m =。

按01220.92111 1.4614.0h K H ⨯=+==+= 基顶截面处土压力为：22111190.161 1.461 4.035.75(/)22E KK H kN m γ==⨯⨯⨯⨯=单位墙长（1m ）上土压力的水平分量：sin()35.75cos(14.0417.5)35.69()x E E kN αϕ=+=⨯-︒+︒= 单位墙长（1m ）上土压力的竖直分量：sin()35.75sin(14.0417.5) 2.141()y E E kN αϕ=+=⨯-︒+︒=土压力水平分量的作用点到基顶截面前缘的力臂长度：01 4.00.921 1.543()3333 1.461y h H Z m K =+=+=⨯ 土压力竖直分量的作用点到基顶截面前缘的力臂长度：tan 1.2 1.543tan(14.04) 1.586()x s y Z B Z m α=-=-⨯-︒=（2） 基顶截面偏心距验算 基顶截面宽度：2 1.2()s B B m ==取单位墙长（1m ），基顶截面以上墙身自重：1110.4()s N G kN == 墙身重心到验算截面前缘的力臂长度1(tan )/2[1.2 4.0tan(14.04)]/2 1.1()s s Z B H m α=-=-⨯-︒=()110.4G S N N kN ==，1 2.141()Q y N E kN ==按《细则》公式6.3.5计算 查表6.3.5-1取 1.0ZC ψ= 并按表4.1.7的规定取荷载分项系数，11.2, 1.4G Q γγ== 则截面形心处竖向力组合设计值：()()()11 1.0 1.2110.4 1.4 2.141135.48d ZC G G Q Q N N N kN ψγγ=+=⨯⨯+⨯=基底截面形心处，墙身自重作用的力矩：()21.2110.4 1.155.22S G S S B M N Z kN m ⎛⎫=- ⎪⎝⎭⎛⎫=⨯-=⋅ ⎪⎝⎭基底截面形心处，土压力作用的力矩：()()22.141 1.5860.6035.69 1.54352.96S E y x x yB M E Z E Z kN m ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭=⨯--⨯=-⋅ 按《细则》表4.1.7的规定，分别取作用分项系数：11.2, 1.4G Q γγ==， 按《细则》表6.3.5-1规定，取综合效应组合系数 1.0ZC ψ=。

截面形心上的总力矩组合设计值：()10.955.2 1.4(52.96)24.46()d ZC G G Q E M M M kN m ψγγ=+=⨯+⨯-=-⋅查表6.3.6得合力偏心距容许限值为：00.250.25 1.20.30()S e B m ==⨯= 则截面上轴向的合力偏心距：()()024.460.1810.30135.48d d Me m m N ∣∣===<∣∣符合偏心距验算要求，应按公式（6.3.8-1）验算受压构件墙身承载力。