理正挡土墙设计计算实例
理正挡土墙设计计算实例
摘要：北京理正软件设计研究所编制的挡土墙计算软件深受广大设计人员的喜爱。该款软件数据界面直观、操作方便，计算过程中为设计人员节省了大量的工作时间，本文借助工程实例向大家介绍一下该款软件的使用方法。
关键词：理正、悬臂式挡墙、稳定
正文：
挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。北京理正软件设计研究所编制的挡土墙计算软件深受广大设计人员的喜爱。该款软件数据界面直观、操作方便，具有以下几点有点：
包括13种类型挡土墙；
参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准，适应各个行业的要求；
适用的地区广；
挡土墙基础的形式种类多；
该软件依据库仑土压力理论，采用优化的数值扫描法，对不同的边界条件，均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。避免公式方法对边界条件有限值的弊病。尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算，过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等，在理论上均有不合理的一面。本软件综合考虑分析上、下墙的土压力，接力运行，得到合理的上、下墙的土压力。保证后续计算结果的合理性；
除土压力外，还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响；
计算内容完善——土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强度验算及墙身强度的验算等一起呵成，且可以生成图文并茂的计算书。
综合以上优点，设计人员在计算过程中采用该软件，可以节省大量的计算时间，降低工作强度。在实际工程设计计算中，确定挡土墙的计算类型，根据理正挡土墙软件的操作流程进行计算，能很快的得到计算结果。
工程实例：
1、项目背景
挡土墙设计与验算(理正软件电算)
第一章挡土墙设计与验算（理正软件电算）原始条件 (K72+080) 墙身尺寸 墙身高: 9.000(m) 墙顶宽: 1.250(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:-0.250 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.600(m) 墙趾台阶h1: 0.900(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.200:1
物理参数 圬工砌体容重: 25.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 墙身砌体容许压应力: 1200.000(kPa) 墙身砌体容许剪应力: 90.000(kPa) 墙身砌体容许拉应力: 90.000(kPa) 墙身砌体容许弯曲拉应力: 140.000(kPa) 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 43.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 20.000(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基承载力特征值: 700.000(kPa) 地基承载力特征值提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.600 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 23.000(度) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱 坡面线段数: 2 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 6.470 4.310 0 2 13.000 0.000 1 第1个: 距离0.500(m),宽度5.500(m),高度1.050(m)
五种常见挡土墙的设计计算实例
挡土墙设计实例 挡土墙是指支承路基填土或山坡土体、防止填土或土体变形失稳的构造物。在挡土墙横断面中，与被支承土体直接接触的部位称为墙背；与墙背相对的、临空的部位称为墙面；与地基直接接触的部位称为基地；与基底相对的、墙的顶面称为墙顶；基底的前端称为墙趾；基底的后端称为墙踵。 根据挡土墙的设置位置不同，分为路肩墙、路堤墙、路堑墙和山坡墙等。设置于路堤边坡的挡土墙称为路堤墙；墙顶位于路肩的挡土墙称为路肩墙；设置于路堑边坡的挡土墙称为路堑墙；设置于山坡上，支承山坡上可能坍塌的覆盖层土体或破碎岩层的挡土墙称为山坡墙。 本实例中主要讲述了5种常见挡土墙的设计计算实例。 1、重力式挡土墙 ------------------------------------------------------------------------ 原始条件: 墙身尺寸: 墙身高: 6.500(m) 墙顶宽: 0.660(m)
面坡倾斜坡度: 1:0.250 背坡倾斜坡度: 1:0.200 采用1个扩展墙址台阶: 墙趾台阶b1: 0.300(m) 墙趾台阶h1: 0.500(m) 墙趾台阶与墙面坡坡度相同 墙底倾斜坡率: 0.200:1 物理参数: 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.500 砌体种类: 片石砌体 砂浆标号: 5 石料强度(MPa): 30 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 19.000(kN/m3) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度) 地基土容重: 18.000(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 地基土容许承载力提高系数: 墙趾值提高系数: 1.200 墙踵值提高系数: 1.300 平均值提高系数: 1.000 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 土质地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 土压力计算方法: 库仑 坡线土柱: 坡面线段数: 2 折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 3.000 2.000 0 2 5.000 0.000 0 坡面起始距离: 0.000(m) 地面横坡角度: 20.000(度) 墙顶标高: 0.000(m) 挡墙分段长度: 10.000(m) ===================================================================== 组合1（仅取一种组合计算）
挡土墙设计计算案例
挡土墙设计计算案例 一、设计资料 （一）墙身构造 （二）拟采用浆砌石片石重力式路堤墙，如图6-23所示。墙背高H=6m，填土高h=3m，墙背选用仰斜1:(ɑ=-14°02′)墙面平行于墙背，初定墙顶宽b?=，墙底宽B?=，基底倾斜1:5（ɑo=11°19′），墙身分段长度10m。 （二）车辆荷载 计算荷载：公路－Ⅱ级荷载，荷载组合Ⅰ，车辆荷载的等代土层厚度h0=。
（三）墙后填料 墙背填土为砂土，容重γ=18KN/m3，计算内摩擦角Ψ=35°，填土与墙背间的内摩擦角δ=Ψ/2。 （四）地基情况 硬塑黏性土，容许承载力[σ0]=250kPa，基底摩擦系数μ=。 (五)墙身材料 5号水泥砂浆切片石，砌体容重γɑ=22KN/m3，砌体容许压应力[σa]=600kpa，容许剪应力[ ]=100kPa，容许拉应力[σml]=60kPa。（六）墙后土压力 通过库伦主动土压力方法计算（计算略）得知：Ea=，Zy=。 二、挡土墙稳定性验算 （一）计算墙身重G及其力臂Z G 计算墙身重G及其力臂Z G计算结果见表6-6。 表6-6 计算墙身重G及其力臂Z G计算结果
体积V（m3）自重G （KN） 力臂Z G（m） V1=（6×+）×6 =G?=γV ? = ZG?=1/2(6×+3×6 ×= V2=1/2×(6××6 =G2=γV2 = ZG2=(6×+3×6× = V3=1/2×(6×+ =ZG3=1/3（6×+）= V4=1/2×2/5=G4=γV4 = ZG4=1/3×= V=V1-V2-V3-V4=G=γV =ZG=(G?ZG?-G2ZG2 -G3ZG3-G4ZG4)/G=
挡土墙设计与验算(手算)
第1章挡土墙设计与验算（手算） 1.设计资料 1.1 地质情况： 地表下1 m内为亚粘土层，容重γd=18kN/m3，内摩擦角 d=23o ,摩擦系数f d =0.5 ； 1m以下为岩层，允许承载力[σd] =700kPa，此岩层基底摩擦系数取 f d =0.6 1.2 墙背填料 选择就地开挖的碎石作墙背填料，容重γt=19kN/m 3 ,内摩阻角 t=43°，墙背摩擦角δt=21.5 1.3 墙体材料 采用M7.5砂浆40号片石通缝砌体，砌体容重γqr=25kN/m3,砌体摩擦系 数 f q =0.45 , 允许偏心距[e q] =0.25B ,允许压应力[σqa] =1200kPa，允许剪应力[τqj] =90kPa，允许拉应力[τql]=90kPa，允许弯拉应力[τqwl]=140kPa 2.技术要求 2.1 设计荷载： 公路Ⅰ级 2.2 分项系数： Ⅰ类荷载组合，重力γG=1.2 ，主动土压力γQ1=1.4
2.3 抗不均匀沉降要求： 基地合力偏心距[e]≤1/5B 3.挡土墙选择 根据平面布置图，K2+040～K2+100为密集居民区，为收缩坡角，避免多占用地，同时考虑减小墙高，因此布置仰斜式路堤挡土墙。K2+080处断面边坡最高，故以此为典型断面布置挡土墙 4.基础与断面的设计 1、换算荷载土层高 当 时， ；当 时， 由直线内插法得：H=9m时， 换算均布土层厚度： 2、断面尺寸的拟订
根据《路基路面工程》（第三版）关于尺寸的设计要求，如下图拟订断面，将墙基埋置于岩层上，深度为1.5m ,α=14°： 5.挡土墙稳定性验算（参照《路基路面工程》（第三版）） 5.1 主动土压力计算： ⑴ 破裂角θ试算 假设破裂面交于荷载内，由主动土压力计算公式有：? ? 50.5° 破裂角θ有， 解得，θ=35.8° 验算破裂面位置：
理正挡土墙设计详解
第一章功能概述 挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。为了满足工程技术人员的需要，理正开发了本挡土墙软件。下面介绍挡土墙软件的主要功能： ⑴包括13种类型挡土墙――重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁、卸荷板式； ⑵参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准，适应各个行业的要求；可进行公路、铁路、水利、水运、矿山、市政、工民建等行业挡土墙的设计。 ⑶适用的地区有：一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区； ⑷挡土墙基础的形式有：天然地基、钢筋砼底板、台阶式、换填土式、锚桩式； ⑸挡土墙计算中关键点之一是土压力的计算。理正岩土软件依据库仑土压力理论，采用优化的数值扫描法，对不同的边界条件，均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。避免公式方法对边界条件有限值的弊病。尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算，过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等，在理论上均有不合理的一面。理正岩土软件综合考虑分析上、下墙的土压力，接力运行，得到合理的上、下墙的土压力。保证后续计算结果的合理性； ⑹除土压力外，还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响； ⑺计算内容完善――土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强
度验算及墙身强度的验算等一起呵成。且可以生成图文并茂的计算书，大量节省设计人员的劳动强度。
1第二章快速操作指南 1.1操作流程 图2.1-1 操作流程 1.2快速操作指南 1.2.1选择工作路径 图2.2-1 指定工作路径 注意：此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。进入某一计算模块后，还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
挡土墙计算实例
挡土墙计算 一、设计资料与技术要求： 1、土壤地质情况： 地面为水田，有60公分的挖淤，地表1—2米为粘土，允许承载力为[σ]=800KPa ；以下为完好砂岩，允许承载力为[σ]=1500KPa ，基底摩擦系数为f 在~之间，取。 2、墙背填料： 选择就地开挖的砂岩碎石屑作墙背填料，容重γ=20KN/M 3，内摩阻角?=35o。 3、墙体材料： 号砂浆砌30号片石，砌石γr =22 KN/M 3 ，砌石允许压应力[σr ] =800KPa ，允 许剪应力[τr ] =160KPa 。 4、设计荷载： 公路一级。 5、稳定系数： [Kc]=，[Ko]=。 二、挡土墙类型的选择： 根据从k1+120到K1+180的横断面图可知，此处布置挡土墙是为了收缩坡角，避免多占农田，因此考虑布置路肩挡土墙，布置时应注意防止挡土墙靠近行车道，直接受行车荷载作用，而毁坏挡土墙。 K1+172断面边坡最高，故在此断面布置挡土墙，以确定挡土墙修建位置。为保证地基有足够的承载力，初步拟订将基础直接置于砂岩上，即将挡土墙基础埋置于地面线2米以下。因此，结合横断面资料，最高挡土墙布置端面K1+172断面的墙高足10米，结合上诉因素，考虑选择俯斜视挡土墙。 三、挡土墙的基础与断面的设计； 1、断面尺寸的拟订： 根据横断面的布置，该断面尺寸如右图所示： 1B =1.65 m 2B =1.00 m 3B =3.40 m B =4.97 m 1N = 2N = 3N = 1H =7.00 m 2H =1.50 m H =9.49 m =d + = 1.6 m α=1arctan N =2.0arctan = o δ=?21=35 o/2= o 2、换算等代均布土层厚度0h ： 根据路基设计规范， γq h =0，其中q 是车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2m 时，取20KN/m 2；
挡土墙的设计与验算
挡土墙的设计与验算 摘要：挡土墙的设计截面一般按试算法确定，初步拟定截面尺寸，然后进行挡土墙的验算，算通常包括稳定性验算，基础的承载力验算，墙身强度验算。 关键词：挡土墙稳定性地基承载力墙身强度验算 挡土墙是用来挡土的结构和防止土体坍塌，在房屋建筑、水利工程、铁路工程以及桥梁工程中都会遇到需要采用挡土墙来防止土体坍塌，例如，挡土墙按其结构型式可分为重力式，悬臂式、扶臂式及格栅装配式等。按所用的材料可分为毛石、砖、素混凝土及钢筋混凝土等类型。挡土墙的主要受力特点是在与土体接触的墙背上作用有土压力。因此，设计挡土墙时首先要先确定土压力的性质、大小、方向和作用点。 挡土墙的截面一般按试算法确定，即先根据挡土墙所处的条件凭经验初步拟定截面尺寸，然后进行挡土墙的验算，如不满足要求，则应改变截面尺寸或采用其他措施。 挡土墙的计算通常包括下列内容： 1.稳定性验算，包括抗倾覆和抗滑移稳定验算；此时挡土墙自重及土压力分项系数均取1.0。 2.基础的承载力验算；设计重力挡土墙时土压力及基础自重分项系数均取1.0 ，并保证合力中心位于基础底面中心两侧1/6基宽的范围内；设计钢筋混凝土挡土墙时，土压力作为外荷载应乘以大于1.2的荷载分项系数。 3.墙身强度验算，地基的承载力验算与一般偏心荷载作用下基础的计算方法相同，即要求基底的最大压应力≤1.2f（f为地基土的承载力设计值）。至于墙身强度验算应根据墙身材料分别按砖石结构、素混凝土结构或钢筋混凝土结构有关计算方法进行。 挡土墙的稳定性破坏通常有两种形式：一种是在土压力作用下绕O点外倾，如图2(a)所示，另一种是在土压力的水平分力作用下沿基底外移，如图2（b）所示，对于软弱地基，还可能沿地基中某一曲面滑动，对于这种情况应按圆弧法进行地基稳定性验算。 挡土墙的稳定性验算应符合下列要求： 1.抗倾覆稳定性应按下式验算，如图1所示：
理正挡土墙说明书
理正挡土墙说明书 篇一：理正挡土墙设计详解 1 第一章功能概述 挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。为了满足工程技术人员的需要，理正开发了本挡土墙软件。下面介绍挡土墙软件的主要功能： ⑴包括13种类型挡土墙――重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁、卸荷板式； ⑵参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准，适应各个行业的要求；可进行公路、铁路、水利、水运、矿山、市政、工民建等行业挡土墙的设计。 ⑶适用的地区有：一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区； ⑷挡土墙基础的形式有：天然地基、钢筋砼底板、台阶式、换填土式、锚桩式； ⑸挡土墙计算中关键点之一是土压力的计算。理正岩土软件依据库仑土压力理论，采用优化的数值扫描法，对不同的边界条件，均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。避免公式方法对边界条件有限值的弊病。尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算，过去有延长
墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等，在理论上均有不合理的一面。理正岩土软件综合考虑分析上、下墙的土压力，接力运行，得到合理的上、下墙的土压力。保证后续计算结果的合理性； ⑹除土压力外，还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响； ⑺计算内容完善――土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基 强度验算及墙身强度的验算等一起呵成。且可以生成图文并茂的计算书，大量节省设计人员的劳动强度。 2 第二章快 速操作指南 2.1 操作流程 图2.1-1 操作流程 2.2 快速操作指南 2.2.1 选择工作路径 图2.2-1 指定工作路径 注意：此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。进入某一计算模块后，还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。 2.2.2 选择行业及挡墙形式 1．适用于公路、铁路、水利及其它行业。
重力式挡土墙设计示例
路基与路面工程课程设计任务书 题目: 重力式挡土墙设计 （一）初始条件： （1）浆砌片石重力式仰斜路堤墙，墙顶填土边坡1:1.5，墙身纵向分段长度为10m ；路 基宽度26m ，路肩宽度3.0m ； （2）基底倾斜角0α：tan 0α＝0.190，取汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m ； （3）设计车辆荷载标准值按公路－I 级汽车荷载采用，即相当于汽车?超20级、挂车 ?120（验算荷载）； （4）墙后填料砂性土容重γ=183 /m kN ,填料与墙背的外摩擦角τ=0.5φ；粘性土地基 与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30，地基容许承载力[0σ]=250a kP ； （5）墙身采用 2.5号砂浆砌25号片石，圬工容重k γ=223/m kN ，容许压应力a a kP 600][=σ，容许剪应力a j kP 100][][==στ，容许拉应力a L kP 60][=σ； 墙后砂性土填料的内摩擦角φ： 34° 墙面与墙背平行，墙背仰斜坡度（1:n ）： 1:0.25 墙高H ： 7m 墙顶填土高a ： 3.0m （二）要求完成的主要任务： 按《公路路基设计规范》（JTG D30－2004）“5.4 挡土墙”一节，采用极限状态设计法进 行设计： （1）车辆荷载换算； （2）计算墙后主动土压力a E 及其作用点位置； （3）设计挡土墙截面，墙顶宽度和基础埋置深度应符合规范要求。进行抗滑动稳定性 验算及抗倾覆稳定性验算； （4）基础稳定性验算与地基承载力验算； （5）挡土墙正截面强度及抗剪强度验算。
重力式挡土墙设计 1 设计参数 挡土墙墙高H=7m ，取基础埋置深度D=1.5m ，挡土墙纵向分段长度取L=10m ； 路基宽度26m ，路肩宽度3.0m ； 墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.25，α=－14.03°，墙底（基 底）倾斜度tan 0α=0.190，倾斜角0α=10.76°； 墙顶填土高度a =3.0m ，填土边坡坡度1:1.5，β=arctan （1.5）1-=33.69°， 汽车荷载边缘距路肩边缘d =0.5m 墙后填土砂性土内摩擦角φ=?34，填土与墙背外摩擦角δ=φ/2=?17，填 土容重γ=18kN/m 3 ；粘性土地基与浆砌片石基底的摩擦系数μ=0.30； 墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重 k γ=22kN/m 3,砌体容许压应力[ a σ]=600kPa,砌体容许剪应力[τ]=100kPa,砌体容许拉应力[wl σ]=60kPa ； 地基容许承载力[0σ]=250kPa 。 2 车辆荷载换算 0.78m 3 主动土压力计算 3.1 计算破裂角θ ===18 140γq h
挡土墙例题原版
3.3.3.1 设计参数 挡土墙墙高=10m H ，取基础埋置深度D=1.5m ，挡土墙纵向分段长度取 L=10m ；墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1:0.25，14.04α= －，墙底（基 底）倾斜度0tan 0.19α=，倾斜角010.76α= ；墙顶填土高度 2.5a m =，填土边坡坡度1:1.5，()1 arctan 1.533.69β-== ，汽车荷载边缘距路肩边缘0.5d m =；墙后 填土砂性土内摩擦角35φ= ，填土与墙背外摩擦角/217.5δφ== ，填土容重 319/kN m γ=； 墙身采用2.5号砂浆砌25号片石，墙身砌体容重322/k kN m γ=砌体容许压应力[]600a kPa σ=,砌体容许剪应力[]100kPa τ=,砌体容许拉应力 []60wl kPa σ=；地基容许承载力[]0250kPa σ=。
3.3.3.2 车辆荷载换算 按墙高确定附加荷载强度进行换算 查《路基路面工程》书中表6-5可得当墙高6m 时，附加荷载强度315/q kN m =。 则换算等代均布土层厚度0/15/190.79h q m γ=== 3.3.3.3主动土压力计算 a 计算破裂角θ 直线形仰斜墙背，且墙背倾角α较小，不会出现第二破裂面。 假定破裂面交于荷载范围内 则： 错误！未找到引用源。x 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。=错误！未找到引用源。 ∴错误！未找到引用源。=0.89 得错误！未找到引用源。41.75错误！未找到引用源。 破裂面与荷载的交点到墙踵的距离: m=（H+a ）错误！未找到引用源。=（5+2.5）错误！未找到引用源。0.89=6.68 错误！未找到引用源。 荷载内边缘到墙踵的距离: p=H 错误！未找到引用源。 +b+d=5错误！未找到引用源。0.25+3.75+0.5=5.5 错误！未找到引用源。 荷载外边缘到墙踵的距离: q=p+（26-0.6错误！未找到引用源。2）=5.5+24.8=30.3错误！未找到引用源。 P ＜m ＜q ∴ 假设正确 b 计算主动土压力a E 及其作用点位置
挡土墙设计与验算(手算)
第一章挡土墙设计与验算（手算） 1.设计资料 1.1 地质情况： 地表下1 m内为亚粘土层，容重γd=18kN/m3，内摩擦角?d=23o ,摩擦系数f d =0.5 ； 1m以下为岩层，允许承载力[σd] =700kPa，此岩层基底摩擦系数取 f d =0.6 1.2 墙背填料 选择就地开挖的碎石作墙背填料，容重γt=19kN/m 3 ,内摩阻角?t=43°，墙背摩擦角δt=21.5 1.3 墙体材料 采用M7.5砂浆40号片石通缝砌体，砌体容重γqr=25kN/m3,砌体摩擦系数f q =0.45 , 允许偏心距[e q] =0.25B ,允许压应力[σqa] =1200kPa，允许剪应力[τqj] =90kPa，允许拉应力[τql]=90kPa，允许弯拉应力[τqwl]=140kPa 2.技术要求 2.1 设计荷载： 公路Ⅰ级 2.2 分项系数： Ⅰ类荷载组合，重力γG=1.2 ，主动土压力γQ1=1.4 2.3 抗不均匀沉降要求： 基地合力偏心距[e]≤1/5B 3.挡土墙选择 根据平面布置图，K2+040～K2+100为密集居民区，为收缩坡角，避免多占用地，同时考虑减小墙高，因此布置仰斜式路堤挡土墙。K2+080处断面边坡最高，故以此为典型断面布置挡土墙
4.基础与断面的设计 1、换算荷载土层高 h 当m 2≤H 时， a KP q 0.20=；当m H 10≥时，a KP q 10= 由直线内插法得：H=9m 时，()a KP q 25.1162102102020=-???? ??---= 换算均布土层厚度：m q h 25.1925 .110== = γ 2、断面尺寸的拟订 根据《路基路面工程》（第三版）关于尺寸的设计要求，如下图拟订断面，将墙基埋置于岩层上，深度为1.5m ,α=14°： 5.挡土墙稳定性验算（参照《路基路面工程》（第三版）） 5.1 主动土压力计算： ⑴ 破裂角θ试算 假设破裂面交于荷载内，由主动土压力计算公式有： =++=δα?ψ50.5°
重力式挡土墙设计----计算过程
挡土墙设计说明书 一、设计内容 1．根据所给设计资料分析确定的挡土墙位置和类型； 2．进行挡土墙结构设计； 3.进行挡土墙稳定性分析； 4.挡土墙排水设计； 5.对挡土墙的圬工材料及施工提出要求。 二、设计步骤 1．根据所给设计资料分析挡土墙设置的必要性和可行性此次设计的浆砌石挡土墙是为防止墙后堆积的煤矸石坍滑而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物。 2．拟定挡土墙的结构形式及断面尺寸 给定资料：挡土墙高3.5m，堆渣坡坡比为 1:0.5 。设此挡土墙为重力式挡土墙，为增加挡土墙的稳定性，设置水平基底，为方便计算，挡土墙长度取单位长度L=1m。设墙顶宽为b1=0.5m，墙背坡比为1:0.5 ，墙面坡比为1:0.2 ，地基深h=1m，前墙趾宽为0.5m，后墙趾宽为0.5m。则可计算基底宽B=3.95m,墙身与基底交接除宽b2=2.95m。 查阅相关资料可知: 浆砌石重度γ=22kN/m3，煤矸石堆积重度γ煤=12 kN/m3~18 kN/m3，取15 kN/m3，煤矸石内摩擦角φ=33°。地基与墙底的摩擦系数0.4 μ=，墙背与填土间的摩擦角为 δ=0.67φ=22.11°。
挡土墙草图 3．土压力计算 计算挡土墙主动土压力a E ，首先要确定挡土墙主动土压力系数 Ka ，计算公式如下： 222)cos()cos()sin()sin(1)cos(cos )(cos ??????-+-++ +-=βεεδβ?δ?δεεε?a K ① Ea=1/2*γ煤H 2Ea ② 式中： Ea ——作用在挡土墙上的主动土压力（kN/m ）,其作用点距基底h ′（土压力图形的形心距基底的距离）。
06章挡土墙设计-习题答案路基路面工程
第六章挡土墙设计 一、名词解释 1.挡土墙 2. 主要力系 3. 主动土压力 4.被动土压力 5.锚定板挡土墙 6. 第二破裂面 1.挡土墙：为防止土体坍塌而修筑的，主要承受侧向土压力的墙式建筑物 2.主要力系：经常作用于挡土墙的各种力 3.主动土压力：当挡土墙向外移动时（位移或倾覆），土压力随之减少，直到墙后土体 沿破裂面下滑而处于极限平衡状态，作用于墙背的土压力称为主动土压力 4.被动土压力：当挡土墙向土体挤压移动时，土压力随之增大，土体被推移向上滑动 处于极限平衡状态，作用于土体对墙背的抗力称为主动土压力 5.锚定板挡土墙：由钢筋混凝土墙面、钢拉杆、锚定板以及其间的填土共同形成的一 种组合挡土结构 6.第二破裂面：当墙后土体达到主动极限平衡状态时，破裂棱体并不沿墙背或假想墙 背滑动，而是沿着第一破裂面与假想墙背之间的另一破裂面滑动，该破裂面称为第二破裂面 三、计算题： 1.某挡土墙高H=6m，墙顶宽度B=0.7m，墙底宽度B’= 2.5m；墙背直立（α=0）填土表面水平（β=0），墙背光滑（δ=0），用毛石和水泥砂浆砌筑；砌体容重为22KN／m3；填土内摩擦角φ=40°，填土粘聚力c=0，填土容重为19KN／m3，基底摩擦系数为0.5，地基承载力抗力值为f=180kPa，试验算该挡土墙抗滑稳定性、抗倾覆稳定性和地基承载力。（提示：土压力计算采用公式6-6或采用土力学中朗金（Rankine）主动土压力公式，土压力作用点位于墙高H/3位置）。 解：
（1）土压力计算： m kN H E a /4.74)24045(tan 61921)2 45(tan 21022022=-???=-=?γ 由于挡土墙后土压力沿着墙高呈三角形分布，因此土压力作用点距离墙底的距离为： z=H/3=6/3=2m （2）挡土墙自重及重心： 将挡土墙截面分成一个三角形和一个矩形，分别计算自重： m kN G /119226)7.05.2(2 11=??-= m kN G /4.922267.02=??= G1和G2的作用点离O 点的距离分别为 m a 2.18.13 21=?= m a 15.27.02 18.12=?+= （3）倾覆稳定验算： 5.129.22 4.741 5.24.922.11192211>=??+?=+=z E a G a G K a O 挡土墙满足抗倾覆稳定设计要求 （4）滑动稳定验算： 3.142.14 .745.0)4.92119()(21>=?+=+=a C E G G K μ 挡土墙满足抗滑稳定设计要求 （5）地基承载力验算 作用于基底的总垂直力
重力式挡土墙计算实例
重力式挡土墙计算实例 一、 计算资料 某二级公路，路基宽8.5m ，拟设计一段路堤挡土墙，进行稳定性验算。 1．墙身构造：拟采用混凝土重力式路堤墙，见下图。填土高a=2m ，填土边坡1：1.5（'?=4133β），墙身分段长度10m 。 2．车辆荷载：二级荷载 3．填料：砂土，容重3 /18m KN =γ，计算内摩擦角?=35?，填料与墙背的摩擦角2 ? δ= 。 4．地基情况：中密砾石土，地基承载力抗力a KP f 500=，基底摩擦系数5.0=μ。 5．墙身材料：10#砌浆片石，砌体容重3 /22m KN a =γ，容许压应力[a σ]a KP 1250=， 容许剪应力[τ]a KP 175= 二、挡土墙尺寸设计 初拟墙高H=6m ，墙背俯斜，倾角'?=2618α（1：0.33），墙顶宽b 1=0.94m ，墙底宽B=2.92m 。 三、计算与验算 1．车辆荷载换算 当m 2≤H 时，a KP q 0.20=；当m H 10≥时，a KP q 10=
由直线内插法得：H=6m 时，()a KP q 1510102021026=+-??? ? ??--= 换算均布土层厚度：m r q h 83.018 150=== 2．主动土压力计算（假设破裂面交于荷载中部） （1）破裂角θ 由'?== ?='?=30172 352618? δ?α，， 得： '?='?+'?+?=++=56703017261835δα?ω 149 .028 .77318.2381.1183.022*********.024665.0383.025.1222222000-=-=?+++' ??++-+?+??= +++++-++= ） ）（（）（）（） ）（（）（） （tg h a H a H tg h a H H d b h ab A α 55 .0443.3893.2149.0893.2893.2428.1893.2149.056705670355670=+-=-++-=-'?'?+?+'?-=+++-=））（（） ）（（） ）（（tg tg ctg tg A tg tg ctg tg tg ωω?ωθ '?=?=492881.28θ 验核破裂面位置： 路堤破裂面距路基内侧水平距离： m b Htg tg a H 4.3333.0655.0)26()(=-?+?+=-++αθ 荷载外边缘距路基内侧水平距离： 5.5+0.5=6m 因为：0.5〈3.4〈6，所以破裂面交于荷载内，假设成立 （2）主动土压力系数K 和1K 152.2261855.055.0231='?+?-=+-= tg tg tg atg b h αθθ566.0261855.05 .02=' ?+=+=tg tg tg d h αθ 282.3566.0152.26213=--=--=h h H h 395 .0261855.0() 56704928sin() 354928cos(()sin()cos(=?+'?+'??+'?=+++= ） ）tg tg tg K αθωθφθ 698 .1151.0547.016282 .383.02)12152.21(6412)21(212 23011=++=??+ -+=+-+ =H h h H h H a K
理正挡土墙设计详解
1第一章功能概述 挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。为了满足工程技术人员的需要，理正开发了本挡土墙软件。下面介绍挡土墙软件的主要功能： ⑴包括13种类型挡土墙――重力式、衡重式、加筋土式、半重力式、悬臂式、扶壁式、桩板式、锚杆式、锚定板式、垂直预应力锚杆式、装配式悬臂、装配式扶壁、卸荷板式； ⑵参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准，适应各个行业的要求；可进行公路、铁路、水利、水运、矿山、市政、工民建等行业挡土墙的设计。 ⑶适用的地区有：一般地区、浸水地区、抗震地区、抗震浸水地区； ⑷挡土墙基础的形式有：天然地基、钢筋砼底板、台阶式、换填土式、锚桩式； ⑸挡土墙计算中关键点之一是土压力的计算。理正岩土软件依据库仑土压力理论，采用优化的数值扫描法，对不同的边界条件，均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。避免公式方法对边界条件有限值的弊病。尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算，过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等，在理论上均有不合理的一面。理正岩土软件综合考虑分析上、下墙的土压力，接力运行，得到合理的上、下墙的土压力。保证后续计算结果的合理性； ⑹除土压力外，还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响； ⑺计算内容完善――土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强
度验算及墙身强度的验算等一起呵成。且可以生成图文并茂的计算书，大量节省设计人员的劳动强度。
2第二章快速操作指南 2.1操作流程 图2.1-1 操作流程 2.2快速操作指南 2.2.1选择工作路径 图2.2-1 指定工作路径 注意：此处指定的工作路径是所有岩土模块的工作路径。进入某一计算模块后，还可以通过按钮【选工程】重新指定此模块的工作路径。
理正挡土墙设计计算实例
理正挡土墙设计计算实例 作者：张茜 来源：《城市建设理论研究》2014年第05期 摘要：北京理正软件设计研究所编制的挡土墙计算软件深受广大设计人员的喜爱。该款软件数据界面直观、操作方便，计算过程中为设计人员节省了大量的工作时间，本文借助工程实例向大家介绍一下该款软件的使用方法。 关键词：理正、悬臂式挡墙、稳定中图分类号：TU476+.4文献标识码：A 正文: 挡土墙是岩土工程中经常遇到的土工构筑物之一。北京理正软件设计研究所编制的挡土墙计算软件深受广大设计人员的喜爱。该款软件数据界面直观、操作方便，具有以下几点有点： 包括13种类型挡土墙; 参照公路、铁路、水利、市政、工民建等行业的规范及标准，适应各个行业的要求; 适用的地区广; 挡土墙基础的形式种类多; 该软件依据库仑土压力理论，采用优化的数值扫描法，对不同的边界条件，均可快速、确定地计算其土体破坏楔形体的第一、第二破裂面角度。避免公式方法对边界条件有限值的弊病。尤其是衡重式挡土墙下墙土压力的计算，过去有延长墙背法、修正延长墙背法及等效荷载法等，在理论上均有不合理的一面。本软件综合考虑分析上、下墙的土压力，接力运行，得到合理的上、下墙的土压力。保证后续计算结果的合理性； 除土压力外，还可考虑地震作用、外加荷载、水等对挡土墙设计、验算的影响; 计算内容完善一一土压力、挡土墙的抗滑移、抗倾覆、地基强度验算及墙身强度的验算等一起呵成，且可以生成图文并茂的计算书。 综合以上优点，设计人员在计算过程中采用该软件，可以节省大量的计算时间，降低工作强度。在实际工程设计计算中，确定挡土墙的计算类型，根据理正挡土墙软件的操作流程进行计算，能很快的得到计算结果。 工程实例:
第三章 挡土墙设计与验算 - 陆凯
大围山至浏阳高速公路K51+500～K53+600段路基路面综合设计
大围山至浏阳高速公路K51+500～K53+600段路基路面综合设计 第三章 挡土墙设计与验算 3.1 设计资料 3.1.1 墙身构造 本设计任务段中K51+500~K53+600的横断面右侧坡度较陡，为了减少填方量，收缩边坡，增强路基的稳定性，拟在本段设置一段重力式路堤挡土墙，其尺寸见挡土墙设计图。 拟采用浆砌片石仰斜式路堤挡土墙，墙高H=7m ，墙顶填土高度为4a m =，顶宽2m ，底宽3.5m ，墙背仰斜,坡度(α=-9°)，基底倾斜，坡度为(0α=9°)，墙身分段长度为10m 。 3.1.2 车辆荷载 根据《路基设计规范(JTG 2004)》，车辆荷载为计算的方便，可简化换算为路基填土的均布土层，并采用全断面布载。 换算土层厚 013.750.808817q h γ === 其中: 根据规范和查表13.75/q k N m = γ为墙后填土容重317kN m γ= 3.1.3 土壤地质情况 填土为高液限红粘土，土的粘聚力9.8C kpa =，内摩擦角=23??，墙 背与填土间的摩擦角=16δ?，容重为316.66kN m γ= 高液限红粘土土地基，容许承载力为[]kpa 3500=σ，基底摩擦系数μ取0.4。 3.1.4 墙身材料 采用7.5号砂浆，25号片石,砌体容重为324kN m γ=；按规范:砌体容许压应力为[]600a kpa σ=，容许剪应力为[]100kpa τ=，容许拉应力为
大围山至浏阳高速公路K51+500～K53+600段路基路面综合设计 []60l kpa ωσ=。 3.2 墙背土压力计算 对于墙趾前土体的被动土压力，在挡土墙基础一般埋深的情况 下，考虑到各种自然力和人畜活动的作用，以偏于安全，一般均不计被动土压力,只计算主动土压力。 本设计任务段的路堤挡土墙，按高液限红粘土的公式来计算土压力；边坡坡度为5.1:1其计算如下： 图3-1 挡土墙设计图 3.2.1 破裂面计算 假设破裂面交于荷载中部，则:
挡土墙设计与验算说明书
第三章挡土墙设计与验算说明书 挡土墙是用来支撑天然边坡或人工填土边坡以保持土体稳定的建筑物。按照墙的设置位置，挡土墙可分为路肩墙、路堤墙和山坡墙等类型。 重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。一般多用片（块）石砌筑，在缺乏石料的地区有时也用混凝土修建。重力式挡土墙圬工量大，但其型式简单，施工方便，可就地取材，适应性强，故被广泛采用。 当路肩墙与路堤墙的墙高或截面圬工数量相近，基础情况相似时，应优先选用路肩墙，按路基宽布置挡土墙位置，因为路肩挡土墙可充分收缩坡脚，大量减少填方和占地。若路堤墙的高度或圬工数量比路肩墙显著降低，而且基础可靠时，宜选用路堤墙，并作经济比较后确定墙的位置。 沿河堤设置挡土墙时，应结合河流情况来布置，注意设墙后仍保持水流顺畅，不致挤压河道而引起局部冲刷。 3.1挡土墙的布置 3.1.1挡土墙的纵向布置 挡土墙纵向布置在墙趾纵断面图上进行，布置后绘成挡土墙正面图。 布置的内容有： 1.确定挡土墙的起讫点和墙长，选择挡土墙与路基或其它结构物的衔接方式。路肩挡土墙端部可嵌入石质路堑中，或采用锥坡与路堤衔接，与桥台连接时，为了防止墙后填土从桥台尾端与挡土墙连接处的空隙中溜出，需在台尾与挡土墙之间设置隔墙及接头墙。路堑挡土墙在隧道洞口应结合隧道洞门，翼墙的设置做到平顺衔接；与路堑边坡衔接时，一般将墙高逐渐降低至2m以下，使边坡坡脚不致伸入边沟内，有时也可以横向端墙连接。 2.按地基及地形情况进行分段，确定伸缩缝与沉降缝的位置。 3.布置各段挡土墙的基础。墙趾地面有纵坡时，挡土墙的基底宜做成不大于5%的纵坡。但地基为岩石时，为减少开挖，可沿纵向做成台阶，台阶尺寸视纵坡大小而定，但其高宽比不宜大于1：2。 4.布置泻水孔的位置，包括数量、间隔和尺寸等。
《路基路面》课程设计(挡土墙设计与验算)
3 挡土墙设计与验算 3.1 设计资料 3.1.1 墙身构造 本设计任务段中K67+650～K67+670的横断面左侧坡度较陡，为了减少填方量，收缩边坡，增强路基的稳定性，拟在本段设置一段重力式路堤挡土墙，其尺寸见挡土墙设计图。 拟采用浆砌片石仰斜式路堤挡土墙，墙高H=8m ，墙顶填土高度为m a 2=，顶宽m 2，底宽m 25.2，墙背仰斜,坡度为-0.25:1，(α=-14.04°)，基底倾斜，坡度为5:1，(0α=11.18°)，墙身分段长度为10m 。 3.1.2 车辆荷载 根据《路基设计规范(JTG 2004)》，车辆荷载为计算的方便，可简化换算为路基填土的均布土层，并采用全断面布载。 换算土层厚 694.018 5.120== = γ q h 其中: 根据规范和查表m KN q /5.12102 101020)810(=+--? -= γ为墙后填土容重3 18m KN =γ 3.1.3 土壤地质情况 填土为粘土，土的粘聚力Kpa C 23=，内摩擦角?34=φ，墙背与填土间的摩擦角?==172/φδ,容重为3 18m KN =γ 粘性土地基，容许承载力为[]Kpa 3500=σ，基底摩擦系数μ取0.38。 3.1.4 墙身材料 采用7.5号砂浆，25号片石,砌体容重为3 23m KN =γ3 ；按规范:砌体容 许压应力为[]K p a a 900=σ，容许剪应力为[]K p a 180=τ，容许拉应力为 []K p a l 90=ωσ。 3.2 墙背土压力计算 对于墙趾前土体的被动土压力 ，在挡土墙基础一般埋深的情况下， 考虑到各种自然力和人畜活动的作用，以偏于安全，一般均不计被动土压力,只计算主动土压力。
理正挡土墙设计软件应用实例(11月)
理正软件在挡土墙设计中的应用 【摘要】：本文以四川省旺苍县防洪堤项目为例，主要介绍理正软件在计算挡土墙土压力、验算稳定性等过程中的应用。 【关键词】：理正软件；挡土墙计算。 1、确定挡土墙型式为衡重式挡土墙。 2、挡土墙尺寸拟定： 首先根据河流的设计洪水位线和相关的水文资料，确定防洪堤堤顶高程；然后依据计算 的冲刷深度确定挡土墙底部从地面以下的最小埋深；根据堤顶高程（挡土墙顶高）和最小埋 深初步拟定挡土墙高度H。查《挡土墙设计实用手册》可知，挡土墙上墙高一般取0.45~0.55H，台宽一般取0.25~0.3H，上墙背坡斜率坡度一般取1：0.25~1 : 0.3,下墙背坡斜率坡度一般 取-1 : 0.2~-1 : 0.4,墙底倾角一般取5° ~10。，即坡率为1 : 5~1 : 20，挡墙面坡坡度根据功能使用要求，一般取0 （直立）或为较大坡度。本项目以10m高挡土墙为例，具体尺寸选 取如下： 3、参数选取： （1）安全系数： 安全系数的选取如下，其中基底偏心距容许值为：1/6 X B=1.13，截面偏心距容许值与 抗震截面偏心距容许值均为：1/4 X B=1.69 （其中B表示墙底宽度）。其他安全系数的选取均于《挡土墙设计实用手册》查取：
安全系数 本表系数只在“其它.水利行业"■有效 (2) 计算参数选取： 其中墙后填土为碎石渣，内摩擦角为40°,粘聚力为OkPa，容重为19KN/m3,墙背与 墙后填土摩擦角一般取墙后填土内摩擦角的1/2 ;地基土为卵石土，容重为1819KN/m 3，内 摩擦角为35°，摩擦系数为0.4；地基承载力按工程设计标准取值，本项目取500 kPa,墙 底为碎石垫层，摩擦系数取0.5。墙身采用C20块石混凝土，容重为23KN/m 3,容许压应力、容许剪应力和容许拉应力查《混凝土结构设计规范( GB 50010_2002 )》可知：
水工挡土墙设计例题汇总
半重力式挡土墙计算书 一、示意图： 二、基本资料： 1．依据规范及参考书目： 《水工挡土墙设计规范》(SL379－2007)，以下简称《规范》 《水工混凝土结构设计规范》(SL 191-2008)，以下简称《砼规》 《水工建筑物荷载设计规范》(DL 5077－1997) 《水工挡土墙设计》(中国水利水电出版社) 2．断面尺寸参数： 挡土墙断面型式为：双折轻型半重力式挡土墙。 墙顶宽度B1 = 0.50m，墙面上部高度H = 7.00m 前趾宽度B2 = 1.20m，后踵宽度B3 = 2.40m 前趾端部高度H2 = 1.00m，前趾根部高度H4 = 1.00m 后踵端部高度H3 = 0.50m，后踵根部高度H5 = 1.00m 墙背坡比= 1 : 0.000，墙面坡比= 1 : 0.000 墙背上折线段高度H1 = 1.00 m，墙背中间折线段高度B4 = 1.56 m 3．设计参数： 挡土墙的建筑物级别为3级，荷载组合为基本组合。 抗震类型：非抗震区挡土墙。 水上回填土内摩擦角φ= 32.00度，水下回填土内摩擦角φ' = 32.00度 回填土凝聚力C = 0.00kN/m2，墙底与地基间摩擦系数f = 0.40 基础为非岩石地基。 填土面与水平面夹角β= 0.00度，回填土顶面均布荷载q = 36.00kN/m 地下水位距墙底高h1 = 2.00m，墙前水深(墙底算起)h2 = 1.00m 回填土湿容重γ1 = 18.00kN/m3，回填土浮容重γ2 = 10.00kN/m3 混凝土强度等级：C15 钢筋强度等级：一级，保护层厚度as = 0.050 m
地基允许承载力[σo] = 220.00 kPa 三、计算过程： 1．计算公式： 郎肯土压力计算公式如下： E ＝0.5×γ×H2×K a E x＝E×cos(β) E y＝E×sin(β) K a＝tan2（45°-φ/2）（《规范》式A.0.1-4） 式中： E为作用于墙背的土压力，作用点为距墙底1/3高处， 方向与水平面成β夹角 K a为土压力系数 程序算得水上的土压力系数K a = 0.307 程序算得水下的土压力系数K'a = 0.307 2．总水平力、总竖向力及各力对前趾力矩计算： 单位：水平力、竖向力为kN；力臂为m；弯矩为kN·m。 力水平力竖向力力臂正力矩负力矩水平土压力E1x99.55 4.00 -398.21 水平土压力E2x66.37 5.00 -331.84 水平土压力E3x 6.15 0.67 -4.10 水平土压力E4x88.49 1.00 -88.49 墙身自重G1317.76 2.16 685.59 墙后水压力P h20.00 0.67 -13.33 墙前水压力P'h-5.00 0.33 1.67 墙后水重P1v31.30 4.48 140.33 墙后土重F131.30 4.48 140.33 墙后土重F2369.18 3.93 1449.06 填土表面均布荷载G2142.56 3.68 524.62 扬压力W1-56.60 2.83 -160.18 扬压力W2-28.30 3.77 -106.79 ∑275.56 807.20 2941.59 -1102.93 所有垂直荷载之和∑G＝807.20kN 所有水平荷载之和∑F H＝275.56kN 所有对墙前趾的稳定力矩之和∑M V＝2941.59kN·m 所有对墙前趾的倾覆力矩之和∑M H＝-1102.93kN·m 所有对墙前趾的力矩之和∑M＝1838.66kN·m 3．抗滑稳定验算： 抗滑稳定安全系数计算公式为： Kc＝f×∑G/∑F H 从《规范》中表3.2.7查得，抗滑稳定安全系数[Kc]＝1.25 Kc＝0.400×807.200/275.555＝1.17