重力式挡土墙设计任务书
一、目的
本课程设计任务是路基工程重要内容，通过系统地完成挡土墙的课程设计掌握工程设计的基本方法、步骤，巩固和深化所学知识，为进一步掌握本课程打下基础。
二、涉及内容
（一）题目：重力式挡土墙设计
（二）设计资料：
某新建公路K2+310~ K2+420路段拟采用浆砌片石重力式路肩墙，具体设计资料列于下：
1、路线技术标准：一般三级公路，设计速度40Km/h;路基宽8.5m;
2、横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所示；
表1 实测横断面
3、K2+370挡土墙横断面布置及挡土墙形式如图1所示（参考）；
4、填料为砂性土，其密度γ=18KN/m³，计算内摩擦角φ=35°，填料与
墙背间的摩擦角σ=φ/2；
5、地基为密实的砂砾石地基，其容许承载力σ=450Kpa，基底摩擦系数
µ=0.45
6、墙身材料采用5号片石，砌体密度γ=22 KN/m³，砌体容许压应力
σ=600 Kpa，容许剪应力τ=100 Kpa；
三、具体要求：
挡土墙设计包括挡土墙的平面、立面、横断面设计，其中挡土墙横断面设计以K2+370横断面为例。大致步骤如下：
1、挡土墙平面、立面布置；
2、挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸；
3、计算主动土压力；
4、验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性；
5、验算基底应力及偏心距；
6、挡土墙的伸缩缝与沉降缝，以及排水设计；
7、绘制挡土墙立面、横断面；
8、编制设计说明书。
四、设计完成后应提交的文件：
1、挡土墙平面、立面与横断面图；
2、设计计算说明书；
3、写出设计小结。
五、
要求文字整洁，全部完成设计图表后，应按一定顺序装订成册，所有图表格式应符合工程设计要求；学生应独立完成设计，发挥独立思考能力，主动查找有关资料。
五、主要参考资料
1、俞高明，金仲秋编著.《公路工程》.北京：人民交通出版社出
版.2005年10月。
2、姚祖康编著.《道路路基和路面工程》.上海：同济大学出版
社.1994年7月。
3、夏连学，赵卫平编著.《路基路面工程》.北京：人民交通出版
社出版.1997年9月。
4、邓学钧主编.《路基路面工程》. 北京：人民交通出版社出版.2002
年2月。
5、中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》（JTG
B01--2003），北京：人民交通出版社出版.
6、中华人民共和国行业标准《公路路基设计规范》（JTG
D30--2004），北京：人民交通出版社出版.
(执笔：郑丹燕)
设计
路基工程课程设计任务书 （指导教师：谭波） 一、设计任务与内容： 1、路基标准横断面设计； 根据要求绘制路基标准横断面图 2、挡土墙设计与计算； 1）主动土压力的计算 2）挡土墙的验算 二、设计主要技术指标： 公路等级三级公路 设计车速60Km/h 路基宽度8.5M 行车道宽度2×3.5M 硬路肩宽度0.50M 土路肩宽度0.25M 土路肩宽度0.50M 三、设计要求： 设计文件分两部分装订成册：设计图表、设计计算书。设计图表按A3图纸绘制；设计计算书采用A4纸书写。 四、设计资料： 1、挡土墙设计资料 1）墙身构造 拟采用浆砌片石重力式路堤墙，墙高8米，填土髙4米，填土边坡1：1.5，墙背俯斜，1：0.25（α=19o），墙身分段长度10米。2）土壤地质情况 墙背填土容重γ=18.5KN/m3,计算内摩擦角Ф=38o，填土与墙背间的摩擦角δ=Ф/2粘性土地基，容许承载力[σ o ]=250kpa,基地摩擦系数f=0.45; 3)墙身材料 2.5号浆砌片石，砌体容重γ k =22kN/m3；砌体容许压应力[σ a ]=600kpa,容许剪应力[τ]=100kpa,容许拉应力[σ w L ]=60kpa。 挡土墙设计计算内容 一、车辆荷载换算
注：H=2.0～10.0m 时，q 由线性内插法确定. 墙高8米，按墙高确定附加荷载强度进行计算。按照线性内插法，计算附加荷载强度：q ＝12.5kN/m 2 676.05 .185 .12γ0===q h 二、土压力计算 1、破裂棱体位置确定： a=4m, d =0.5m , H= 8 m ,α= 19o （1）破裂角θ的计算 假设破裂面交于荷载范围内，则有： Ψ = φ + α + δ = 38o+19o+19o =76o
1.设计资料 1.1基础资料 ①省道S313，路基宽10米，路面宽7米，两侧路肩宽各1.5米，在桩号 段为填方路堤，填方边坡坡度为1:1.5。为保证路堤边坡稳定，少占地拆迁，拟采用重力式挡土墙。 ②墙高6.2米，墙背仰斜坡度1:0.24（=13.5°），墙身分段长度20米。 ③墙背填土重度 ，内摩擦角 °；填土与墙背间摩擦角 °，地基为岩石，地基容许承载力 ，基底摩擦系数 f=0.45 ④砌体重度 ，砌体容许压应力 ，容许剪应力 1.2设计依据 ①挡土墙课程设计任务书 ②《公路路基设计规范》JTG D30-245 ③《路基路面工程》第四版——人民交通出版社2014
2.初拟挡土墙结构形式、尺寸 2.1墙身结构形式、尺寸 挡土墙高6.2m ，挡墙以上边坡高a=1m ，初拟挡墙顶宽1.0m 2.2基础结构形式、尺寸 采用扩大浅基础，初选基础埋深为1.0m ，厚度为0.5m ，净边宽为0.25m ，高宽比为2：1 。挡墙形式如图2-1 图2-1挡墙形式 1.0 0.6.7
3.确定车辆荷载及当量土柱高度 挡土墙设计中，换算均布土层厚度 （ ）可直接由挡土墙高度确定的付家何在强度计算。即 （3-1） 式中： ——墙后填土重度 q——附加荷载强度（KPa），按表3-1取值 注：H=2.0~10.0m时，q由线性内插法确定。 H=6.2m，由线性内插法确定（ ）=14.75（KPa） 换算均布土层厚度=
4.破裂面棱体位置确定 4.1破裂角 计算 假设破裂面交于荷载中部，如图4-1，则有： ° ° ° ° 式中： ——墙背倾斜角（°），俯斜墙背为正，仰斜墙背为负 ——墙背与填土间的摩擦角（°） ——填土的内摩擦角（°） 因为 ° 图4-1假设破裂面位置图 令破裂棱体的断面面积S= = =31.68 = ° =9.24 = ° ° ° ° =-0.95+ =0.7129 ° 1.0 6.2 0. 5 0.8
重力式挡土墙设计方法及要点二○一三年五月
目录 一、概述 (3) 二、重力式挡土墙的构造 (4) （一）墙身构造 (5) （二）排水设施 (7) （三）防水层 (8) （四）基础埋置深度 (8) 三、重力式挡土墙的布置 (10) （一）挡土墙位置的选定 (10) （二）纵向布置 (11) （三）横向布置 (12) （四）平面布置 (12) 四、重力式挡土墙的设计计算 (12) （一）作用在挡土墙上的力系 (13) （二）挡土墙稳定性检算 (14) （三）挡土墙基底应力及合力偏心距检算 (19) （四）挡土墙墙身截面强度检算 (21) 五、挡土墙常用设计参数 (25) （一）墙背土的物理力学指标 (25) （二）土与墙背的摩擦角δ (26) （三）基底与地层间的摩擦系数 (26) （四）建筑材料的强度等级及容许应力 (27)
重力式挡土墙 一、概述 重力式挡土墙是以墙身自重来维持挡土墙在土压力作用下的稳定，它是我国目前最常用的一种挡土墙形式。重力式挡土墙多用浆砌片（块）石砌筑，缺乏石料地区有时可用混凝土预制块作为砌体，也可直接用混凝土浇筑，一般不配钢筋或只在局部范围配置少量钢筋。这种挡土墙形式简单、施工方便，可就地取材、适应性强，因而应用广泛。 由于重力式挡土墙依靠自身重力来维持平衡稳定，因此墙身断面大，圬工数量也大，在软弱地基上修建时往往受到承载力的限制。如果墙过高，材料耗费多，因而亦不经济。当地基较好，墙高不大，且当地又有石料时，一般优先选用重力式挡土墙。 重力式挡土墙，当墙背只有单一坡度时，称为直线形墙背；若多于一个坡度，则称为折线形墙背。直线形墙背可做成俯斜、仰斜、垂直三种，墙背向外侧倾斜时称为俯斜，墙背向填土一侧倾斜时称为仰斜，墙背垂直时称为垂直；折线形墙背有凸形折线墙背和衡重式墙背两种，如图10-2所示。 a) 俯斜 b) 仰斜c) 垂直d) 凸形e) 衡重式 图10-2 重力式挡土墙墙背形式 仰斜墙背所受的土压力较小，用于路堑墙时墙背与开挖面边坡较贴合，因而开挖量和回填量均较小，但墙后填土不易压实，不便施工。当
重力式挡土墙设计指导书 一、重力式挡土墙的设计 1、选择挡土墙的位置 应根据路基横断面来确定挡土墙的位置 （1）路堑挡土墙的位置应设在侧沟外侧，挡土墙的高度和长度应保证墙顶以上边坡稳定。 （2）路肩挡土墙的位置，在直线地段按路基宽度确定。 2、拟定挡土墙的断面尺寸和形状 （1）拟定挡土墙的胸坡 当地面横坡较陡时，挡土墙胸坡直接影响墙的高度，胸坡较陡的挡土墙高度较小，胸坡较缓的挡土墙高度较大。重力式挡土墙的墙胸坡度，一般在地形陡峻的山区，采用1:0.05-1:0.20。对于路肩和路堤式挡土墙，应尽可能采用较陡的胸坡。在地形平缓的地区，一般采用1:0.20-1:0.35。 （2）挡土墙的墙背坡度及形式 挡土墙墙背坡度及形式，应力求使墙身结构经济合理，施工开挖量小，回填工程量少，施工便，保证安全，同时还应满足土压力计算理论的适用范围，回填前挡土墙必须稳定等要求。 墙背的形式与坡度也影响墙的高度，仰斜的墙最高，竖直的次之，俯斜墙背的最低。由土压力计算公式可知，仰斜墙背的主动土压力最小，竖直的次之，俯斜墙背的最大。一般说来，对于较低的挡土墙，应优先考虑仰斜及竖直墙背；对于较高的挡土墙，应优先考虑俯斜及折线形墙背。折线形墙背上部俯斜下部仰斜，综合了二者的优点，但其形状复杂，施工不便，一般只在墙身较高时才采用。 选择墙背形式时，必须考虑施工的要求。例如，路堑挡土墙，由于仰斜墙背可与开挖的临时边坡紧密贴合，而俯斜墙背则在施工后尚需填土，因此选用仰斜墙背比较合理。对于路堤、路肩挡土墙，仰斜墙背填土穷实比较困难，所以采用竖直与俯斜墙背比较合理。总之，挡土墙的墙背形式必须综合考虑上述各方面的因素，经过试算、比较后才能确定。 在同一工点的挡土墙，其断面形式不宜过多，以免造成施工困难和影响墙的美观。
重力式挡土墙课程设计 作者姓名 学号 班级 学科专业土木工程 指导教师 所在院系建筑工程系 提交日期
设计任务书 一、 设计题目 本次课程设计题目：重力式挡土墙设计 二、 设计资料 1、线路资料：建设地点为某一级公路DK23+415.00~DK23+520.00段，在穿过一条深沟时，由于地形限制，无法按规定放坡修筑路堤，而采取了贴坡式（仰斜式）浆砌片石挡土墙。线路经过的此处是丘陵地区，石材比较丰富，挡土墙在设计过程中应就地选材，结合当地的地形条件，节省工程费用。 2、墙后填土为碎石土，重度30/18m kN =γ，内摩擦角 35=ϕ；墙后填土表面为水平，即 0=β，其上汽车等代荷载值2/15m kN q =；地基为砾石类土，承载力特征值 kPa f k 750=；外摩擦角δ取 14；墙底与岩土摩擦系数6.0=μ。 3、墙体材料采用MU80片石，M10水泥砂浆，砌体抗压强1.142/mm N ，砌体重度30/24m kN =γ。 4、挡土墙布置形式及各项计算参数如下图所示： 图4-1 挡土墙参数图（单位：m ）
目录 设计任务书 (2) 一、设计题目 (2) 二、设计资料 (2) 设计计算书 (4) 一、设计挡土墙的基础埋深、断面形状和尺寸 (4) 二、主动土压力计算 (4) 1、计算破裂角 (4) 2 、计算主动土压力系数K和K1 (4) 3、计算主动土压力的合力作用点 (5) 三、挡土墙截面计算 (5) 1、计算墙身重G及力臂Z G (6) 2、抗滑稳定性验算 (6) 3、抗倾覆稳定性验算 (6) 4、基底应力验算 (7) 5、墙身截面应力验算 (7) 四、设计挡土墙的排水措施 (8) 五、设计挡土墙的伸缩缝和沉降缝 (8) 六、参考文献 (8) 七、附图 (8)
重力式挡土墙设计任务书 一、目的 本课程设计任务是路基工程重要内容，通过系统地完成挡土墙的课程设计掌握工程设计的基本方法、步骤，巩固和深化所学知识，为进一步掌握本课程打下基础。 二、涉及内容 （一）题目：重力式挡土墙设计 （二）设计资料： 某新建公路K2+310~ K2+420路段拟采用浆砌片石重力式路肩墙，具体设计资料列于下： 1、路线技术标准：一般三级公路，设计速度40Km/h;路基宽8.5m; 2、横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所示； 表1 实测横断面
3、K2+370挡土墙横断面布置及挡土墙形式如图1所示（参考）； 4、填料为砂性土，其密度γ=18KN/m³，计算内摩擦角φ=35°，填料与 墙背间的摩擦角σ=φ/2； 5、地基为密实的砂砾石地基，其容许承载力σ=450Kpa，基底摩擦系数 µ=0.45 6、墙身材料采用5号片石，砌体密度γ=22 KN/m³，砌体容许压应力 σ=600 Kpa，容许剪应力τ=100 Kpa； 三、具体要求： 挡土墙设计包括挡土墙的平面、立面、横断面设计，其中挡土墙横断面设计以K2+370横断面为例。大致步骤如下： 1、挡土墙平面、立面布置； 2、挡土墙横断面布置，并拟定断面尺寸； 3、计算主动土压力； 4、验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性； 5、验算基底应力及偏心距； 6、挡土墙的伸缩缝与沉降缝，以及排水设计； 7、绘制挡土墙立面、横断面； 8、编制设计说明书。
四、设计完成后应提交的文件： 1、挡土墙平面、立面与横断面图； 2、设计计算说明书； 3、写出设计小结。 五、 要求文字整洁，全部完成设计图表后，应按一定顺序装订成册，所有图表格式应符合工程设计要求；学生应独立完成设计，发挥独立思考能力，主动查找有关资料。 五、主要参考资料 1、俞高明，金仲秋编著.《公路工程》.北京：人民交通出版社出 版.2005年10月。 2、姚祖康编著.《道路路基和路面工程》.上海：同济大学出版 社.1994年7月。 3、夏连学，赵卫平编著.《路基路面工程》.北京：人民交通出版 社出版.1997年9月。 4、邓学钧主编.《路基路面工程》. 北京：人民交通出版社出版.2002 年2月。 5、中华人民共和国行业标准《公路工程技术标准》（JTG B01--2003），北京：人民交通出版社出版. 6、中华人民共和国行业标准《公路路基设计规范》（JTG D30--2004），北京：人民交通出版社出版. (执笔：郑丹燕) 设计
重力式挡土墙设计 一、引言 挡土墙被广泛应用于各类工程中，用于实现土体的稳定和防止土体滑动。其中，重力式挡土墙以其结构简单、施工便捷、经济高效的特点，成为常见的土木工程中的挡土墙类型之一。本文将重点探讨重力式挡土墙的设计原理、主要构造要素以及设计考虑因素。 二、设计原理 重力式挡土墙设计的核心原理是通过墙体的自重和基底的摩擦力来平衡土体的侧压力，确保墙体的稳定性。具体而言，设计要满足以下原理要求： 1. 墙体自重原理：重力式挡土墙的墙体自重应足够大，能够抵抗土体的侧压力，防止挡土墙的倾覆和滑动。 2. 基底摩擦力原理：墙体与基底之间的摩擦力对于防止土体滑动至关重要。设计中需考虑墙体和基底材料的摩擦系数，并通过增大基底面积或采用摩擦锚杆等手段增加摩擦力。 3. 合理的墙体倾角：根据土体性质和工程条件等因素，确定合理的墙体倾角，使其既能满足结构稳定性要求，又能在经济和施工上具备可行性。 三、主要构造要素 重力式挡土墙的设计还需关注以下主要构造要素：
1. 挡土墙墙体：墙体通常采用混凝土或砌石，具备足够的自重和抗压强度。墙体厚度和高度需要根据设计土体的压力和墙体所需的稳定性来确定。 2. 墙顶板：墙顶板承受着来自土体和荷载的压力，应具备足够的承载能力和平整度。一般采用预制混凝土板或钢筋混凝土板。 3. 排水系统：重力式挡土墙需要考虑土体的排水问题，避免水分对土体稳定性的影响。设计中应合理布置排水孔或排水管，确保土体排水畅通。 四、设计考虑因素 在进行重力式挡土墙设计时，还需考虑以下因素： 1. 土体性质：重力式挡土墙设计应根据实际土体的性质、强度参数和侧压力等因素进行合理选择和计算。 2. 设计荷载：考虑到挡土墙可能承受的附加荷载，如交通荷载、地震荷载等，需对设计荷载进行充分的考虑。 3. 稳定性分析：通过进行稳定性分析，确认挡土墙在不同工况下的稳定性，并进行结构上的调整和优化。 4. 施工和维护性：设计中需考虑施工的可行性和墙体的日常维护要求，确保设计方案的可操作性和长期可靠性。 五、结论
挡土墙设计课题任务书 一、设计任务 M10浆砌石重力式挡土墙、C25钢筋混凝土扶壁式挡土墙、C25钢筋混凝土悬臂式挡土墙、C25钢筋混凝土空箱式挡土墙、C20埋石砼衡重式挡土墙。 二、设计条件 1）地质资料 根据钻探各地层，地质分层描述如下： 第①层，耕土（Q S），主要成分为重粉质壤土，棕黄色，可塑状，稍湿～湿，干强度中等，塑性中等，切面稍有光滑，局部含中粉质壤土及粘土，上部含有少量碎石、片石等，局部填筑有软塑状的灰色粘土及腐殖质，具有中等偏高压缩性。该层厚0.20～0.50米，层顶高程32.11～27.76米。主要为人工耕土，仅两岸分布局部分布。 第②层（Q4al）：轻粉质壤土，灰黄、褐黄色，稍湿，可塑～硬塑状，含有少量的铁锰质成份，塑性中等，干强度高，摇震反应无，切面无光泽，韧性中等，压缩性中等，该层局部夹有少量中粉质壤土，硬塑，稍湿，干强度高，摇震反应无，光泽反应，韧性高，压缩性低。该层厚0.50～2.40米，层顶埋深0.40～0.10米，层顶高程31.81～28.62米，标贯击数10.5击左右。 第③层（Q4al+pl）:卵石混圆砾，灰黄、褐黄色，中密～密实，很湿～饱和，直径多由40-60mm组成，混大量直径10-20mm的圆砾成份，并有大量中砂充填，该层厚19.70～5.70米，层顶埋深2.60～0.30 米，层顶高程31.65～27.26米，动探击数30.10击左右。
第④层（K2x）：白垩系宣南组强风化泥质粉砂岩,青灰色，泥质粉砂质结构，结构不清，略见层状构造，结构松散，手易捏碎，石英、云母等成份。该层厚7.60～2.50米，层顶埋深16.00～11.00米，层顶高程19.02～14.50米，标贯击数35.0击左右。 第⑤层（K2x）：白垩系宣南组中风化泥质粉砂岩，青灰色，泥质粉砂质结构，层状构造，有极裂隙发育，岩芯呈短柱状碎块状，致密，坚硬，小锤不易敲碎，为较软岩，岩体的基本质量等级为Ⅳ级，该层层顶埋深19.00～16.80米，层顶高程13.16～9.46米该层未揭穿，最大揭露厚度为7.50m,据区域地质资料，该层厚度大于50m，标贯击数107.8击左右。 物理力学指标及图册见附件。 2）水位条件及挡墙特征高程 蓄水位31.0m 设计洪水位33.8m 河底高程28.0m 墙顶高程34.5m 挡墙底板顶面高程27.5m 3）计算工况 计算完建期、蓄水期及洪水期 三、课题成果 1）挡墙设计图 2）挡墙计算书 3）挡墙主要工程量（10米长）
路基工程知识：重力式路肩挡土墙设计及基 础处理 1、工程场地概况 本段道路为一条互通式立交匝道，路基宽度为8.5m.该路基左侧边坡紧邻一条现状排水河道，路肩至河道底面高差约5.8m.为避免路基边坡侵入河道，压缩河床断面，设计考虑在该侧设置路肩挡土墙。该墙同时作河道护岸之用。 根据钻探揭露地层，该挡墙基础将置于素填土、淤泥质土等地层中，而素填土及淤泥质土具有天然含水量高、孔隙比大、压缩性高、透水性差、力学性质差等特征，不可直接作为基础持力层，应进行软弱下卧层验算后进行有针对性的地基处理。 2、挡土墙结构设计 2.1挡土墙类型
墙身的断面形式应根据墙的用途，墙高和墙趾处地形、地质、水文等条件，在满足稳定性和强度要求的前提下，按结构合理、断面经济和施工便利的原则比较确定。 根据场地现状，路肩墙埋置深度按不小于1m考虑，总墙高约7m.根据工程经验，可采用重力式挡土墙，设计采用浆砌片石作为本挡墙的砌体材料。 2.2挡土墙设计 （1）墙身尺寸方案 根据沿线地形，设计选取大墙高处断面进行验算，该处墙顶至墙趾高为7m.设计初拟了仰斜、垂直和俯斜三种断面形式进行验算。墙身尺寸如下： a）仰斜式b）垂直c）俯斜式
（2）土压力计算 计算物理参数取值如下：圬工砌体容重：23.0kN/m3，圬工之间摩擦系数：0.4，地基土摩擦系数：0.5，砂浆标号：M7.5，石料强度：30MPa，墙后填土内摩擦角：35o，墙后填土粘聚力：不计，墙后填土容重：19.0kN/m3，墙背与墙后填土摩擦角：17.5o，地基土容重：18.0kN/m3，修正后地基土容许承载力：[б]=150kPa，地基土容许承载力提高系数：墙趾值提高系数：1.2，墙踵值提高系数：1.3，平均值提高系数：1.0，墙底摩擦系数：0.5（墙底换填碎石），地基土内摩擦角：30.0o，土压力计算方法：库仑，挡墙节段长度：10m. 计算活载按2004路基规范挡土墙车辆荷载，在车行道7m 宽范围内满布考虑。结构重要性系数1.1，对挡土墙结构重力、墙顶上的有效永久荷载、墙顶与第二破裂面间有效荷载、填土侧压力、车辆荷载引起的土侧压力等进行荷载组合。 经计算等代均布土层厚度为0.724m.因基础埋置较浅，不
重力式挡土墙设计实例 1、某二级公路重力式路肩墙设计资料如下： 1墙身构造：墙高5m;墙背仰斜坡度：1：0.25＝14°02′;墙身分段长度20m;其余初始拟采用尺寸如图3－40示； 2土质情况：墙背填土容重γ=18kN/m 3;内摩擦角φ=35°；填土与墙背间的摩擦角δ＝17.5°；地基为岩石地基容许承载力σ＝500kPa;基地摩擦系数f=0.5； 3墙身材料：砌体容重γ=20kN/m 3; 砌体容许压应力σ＝500kPa;容许剪应力τ＝80kPa.. 图3－40 初始拟采用挡土墙尺寸图 2、破裂棱体位置确定： 1破裂角θ的计算 假设破裂面交于荷载范围内;则有： 14021730353828ψαδφ'''++-++＝＝＝ 90ω<因为 00000111()(22)tan 0(00)(2)tan 222 B ab b d h H H a h h H H h αα=++-++=++-+ 01(2)tan 2 H H h α=-+ 00011(2)()(2)22 A a H h a H H H h =+++=+ 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：
tg tg θψ=-+ tg ψ=-()()3828 35382838281402tg ctg tg tg tg ''''=-+++ 0.7945=- 0.7291= 36544θ'''= 2验算破裂面是否交于荷载范围内： 破裂契体长度：()()050.72910.25 2.4L H tg tg m θα=+=-= 车辆荷载分布宽度：()12 1.8 1.30.6 3.5L Nb N m d m =+-+=⨯++= 所以0L L <;即破裂面交于荷载范围内;符合假设.. 3、荷载当量土柱高度计算： 墙高5米;按墙高确定附加荷载强度进行计算..按照线性内插法;计算附加荷载强度：q ＝16.25kN/m 2; 016.250.918 q h m γ==＝ 4、土压力计算 ()()()()01120 5.020 5.01722 A a H a H +++=++⨯+=0＝h 0.9 ()()()()011122tan 5.0502tan 142 4.25222 B ab b d H H a α'++-++⨯++⨯-=00＝h h ＝0+0-0.9 根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部土压力计算公式： ()()()()()() a 003654435tan 18170.7291 4.2549.25sin sin 365443828E A B KN θφγθθψ'''++=-=⨯⨯-=+'''''+cos cos ()()X a 49.25142173049.14E E KN αδ''=+=-+=cos cos ()()y a sin 49.25sin 1421730 2.97E E KN αδ''=+=-+= 5、土压力作用点位置计算： 5 1.36H =⨯=10K ＝1+2h 1+20.9 X101/3/35/30.9/3 1.36 1.59Z H h K m =+=+⨯=－查数学手册 X1Z －土压力作用点到墙踵的垂直距离；
（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路堤墙，具体设计资料列于下： 1．路线技术标准，山岭重丘区一般二级公路，路基宽8.5m ，路面宽7.0m 。 2．车辆荷载，计算荷载为汽车-20级，验算荷载为挂车-100。 3．横断面原地面实测值及路基设计标高如表1所示。 4．K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式如图1所示（注：参考尺寸： 1 1.4b =m,d l =0.40m,d h =0.60m ） 。 5．填料为砂性土，其密度=γ18KN/m 3，计算内摩擦角φ=35，填料与墙背间的摩擦角δ=2/φ。 6．地基为整体性较好的石灰岩，其允许承载力[]0σ=450Kpa ，基地摩擦系数为f =0.45。 7．墙身材料采用5号砂浆砌30号片石，砌体a γ=22KN/m 3，砌体容许压应力为[]600=a σKpa ，容许剪应力[τ]=100Kpa ，容许拉应力[wl σ]=60 Kpa 。 横断面原地面实测值及路基设计标高 表1
图1 K2+361挡墙横断面布置及挡墙型式示意图 （二）设置挡土墙的理由： 该地段地形复杂，山坡较陡，大多数路基属于半填半挖式，且填方量较大。为了减少工程造价，常常因地制宜，设置高低错落的台地。台地边界的处理一般采用二种方式，一种是自然放坡方式；另外一种是当自然放坡处于不稳定状态时，或由于使用等理由，要求设计边坡超过土体允许最大边坡时，为防止土体坍塌或滑动，应设置不同形式的支挡构筑物，而挡土墙是最常见的形式。为了防止填方路基滑动，并且减少填方的数量，需要设置挡土墙。同时，该处路基挖方量较少，边坡能够在开挖后较稳定，所以不用设置路堑墙，只用设置防止路基沿边坡下滑的路肩墙或路堤墙即可。
本科生毕业论文（设计） 题目: 重力式挡土墙设计及其优化设计 姓名: 学院: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 职称: 2012 年月日 南京农业大学教务处制
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (1) Key words (1) 1 绪论 (1) (1) (1) (2) (2) (2) 2重力式挡土墙的常规设计 (3) (3) (3) (3) 挡土墙类型的选择 (3) 墙后回填土的选择 (4) (4) (5) (6) (6) (6) (6) (7) 3 重力式挡土墙优化设计 (9) (9) (9) (10) (10) (11) (11) (12) (13) (13) (14) (14) (15) 结论 (17)
致谢 (18) 参考文献 (18)
重力式挡土墙设计及其优化设计 工程管理专业学生××× 指导教师××× 摘要：挡土墙是一种应用较广的构筑物，重力式挡土墙是其中最常见的一种形式。本文所涉及的工程为对某高速公路路线上的一处土丘进行开挖后，挖槽两边所形成的土坡。在进行土坡稳定性分析后，依据设计资料，采用传统的试算法设计了一堵重力式挡土墙。由于假设墙背竖直、光滑，且墙后填土面水平等条件，采用了郎肯土压力理论计算土压力。然后，运用matlab软件分别用fmincon 函数和遗传算法对挡土墙截面进行了优化设计。优化设计采用挡土墙上部宽度和上下部宽度差作为变量，以最小截面面积为目标函数。最后，比较了常规设计结果与优化结果和普通优化与遗传算法优化结果。经比较，采用遗传算法得到的优化结果最优。 关键词：重力式挡土墙；优化设计；Matlab；遗传算法 Gravity retaining wall design and optimal design Student majoring in engineering management ××× Tutor ××× Abstract：Retaining wall is a kind of structures which are widely used, and gravity retaining wall is one of the most common forms of it. The paper talks about the slope of a dug earth hummock which is in the way of a highway. After analyzing the slope stability, designs a gravity retaining wall according to the design material by using the traditional trial method. Because we presume the back of the wall smooth and vertical, and the filled soil surface horizontal, we use Lang Ken earth pressure theory to calculate the earth pressure. Then, the paper uses Matlab software to optimize the section size with fmincon function and separately with genetic algorithm. Make the upside width and the difference of the upside width and the bottom width as variables, and the minimum section area as target function. Finally, the paper compared the conventional design results and the optimization results, common optimization results and genetic algorithm optimization results. By comparison, find that using the genetic algorithm to optimize is the best way. Key words: Gravity retaining wall；optimal design；Matlab；genetic algorithm 1 绪论 挡土墙的概述 公路挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物。在路基工程中，挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基，并经常用于整治坍方、滑坡等路基病害。在山区公路中，挡土墙的应用更为广泛。 土压力计算研究现状 土压力分为静止土压力、主动土压力和被动土压力，重力式挡土墙所受土压力为主动土压力。目前土压力计算方法主要有三类。一是极限平衡理论，包括郎肯土压力理论
挡土墙设计说明书 一、引言 挡土墙是一种用于稳定土坡和防止坡面滑坡的结构工程，广泛应用 于土地开发、公路、铁路、水利等领域。本设计说明书旨在详细介绍 挡土墙的设计原理、施工要点以及材料选用等方面的内容。 二、设计原理 挡土墙主要通过对坡面的支撑和水土保持作用来实现稳定。设计挡 土墙时，需要考虑以下几个方面的问题： 1.地质调查和分析：根据具体工程地的地质情况，进行地质调查和 分析，评估可能存在的地质灾害风险，如滑坡、泥石流等。 2.土壤力学参数确定：通过对原土的试验，获取土壤的物理力学参数，如土的内摩擦角、抗剪强度等，以便进行挡土墙的稳定性计算。 3.坡面稳定性分析：根据土壤力学参数和坡面的几何形状，进行坡 面稳定性分析，确定墙体的高度和坡度。 4.挡土墙结构选择：根据挡土墙的设计要求，选择适合的结构形式，如重力式挡土墙、钢筋混凝土挡土墙、悬臂式挡土墙等。 三、施工要点 挡土墙的施工过程需要严格按照设计要求进行，主要包括以下几个 要点：
1.基础处理：挡土墙的基础需要具备足够的承载力和稳定性，通常采用基槽挖掘、土壤加固等方式来确保基础的稳定性。 2.墙体结构施工：根据选择的挡土墙结构形式，进行相应的施工工艺，例如重力式挡土墙可以采用预制块的形式，钢筋混凝土挡土墙可以采用浇筑的方式。 3.排水系统建设：挡土墙下方需要设置排水系统，以便及时排除墙后、坡面和基础中积聚的水分，防止水分对土体的侵蚀和渗透。 4.土壤保护和植被覆盖：为了增加挡土墙的稳定性和美观性，需要在坡面设置土工布和植被覆盖层，以防止土壤的冲刷和坡面的裸露。 四、材料选用 挡土墙的材料选用对于工程的稳定性和持久性至关重要，需要根据实际情况选择合适的材料，包括： 1.挡土墙材料：常用的挡土墙材料有钢筋混凝土、砖块、石材等，选择时要考虑材料的抗压强度、耐久性和价格等因素。 2.土工布：土工布是挡土墙坡面保护的关键材料，具有防止土壤冲刷、过滤水分等功能，应选择合适的材料进行施工。 3.植被覆盖材料：为了增加挡土墙的美观性和稳定性，应选择适合的植被覆盖材料，如草坪草、植物苗木等。 五、安全措施
挡土墙和基坑支护 设计任务书 根据公司总体开发布署和要求，拟兴建xx工程，现决定将其挡土墙和基坑支护设计任务委托于贵司。 一、工程概况： 本工程为新建大型山地住宅工程，总建筑面积约24万平方米，拟新建高层及多层建筑。高层建筑上部结构拟采用框支剪力墙结构体系或剪力墙结构体系，多层建筑上部拟采用框架剪力墙结构体系或框架结构体系，基础根据地基具体情况考虑。 二、设计依据： 1.《工程地质勘察报告》； 2.《基坑开挖参考图》； 3.《园环境设计图》（含挡墙部分）； 4.《现场地形图》； 5.《总平面图》（含挡土墙范围）； 6.《地下室平面图、立面图和剖面图》； 7.《一层平面图》； 8.国家和地方现行有关法律、法规、技术标准、规范、规程， 如《建筑边坡工程技术规范》、《建筑基坑支护技术规程》、 《地基基础设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《建筑桩 基技术规范》、岩土工程勘察规范》等。 9.对现有场地的踏勘。
三、委托设计的内容及要求： （一）设计内容： 1.无论是临时性还是永久支护，需保障其安全性、适用性和耐久性，根据地质勘察报告、坡度和高度、荷载情况等因素，结合环境设计、后期施工，及甲方的要求确定支护方案； 2.本设计范围包括：边坡支护（含未反映的细部，尤其是在图纸未标示清楚的地方；不含地下室顶板上的属环境设计的挡土墙；）基坑支护；排洪沟、土方开挖平衡；预埋管线（我司提供条件图）；红外线部分（后期补充） 3.支护方案经甲方及专家评审通过后，方可进行下一步施工图设计； 4.为甲方提供有关边坡稳定及安全方面的后续工作的技术支持。（二）设计要求： 1.为山地建筑，边坡支护的外观形式尽量做到多样化，与环境景观设计单位相互沟通协调，尽量满足环境景观设计要求，需根据环境景观设计和我司要求进行设计。 2.结合施工现场情况，边坡支护和基坑支护设计应尽量做到方便施工，使土方挖土、边坡支护、基础施工等工序间形成流水施工，设计应注明各个工序的施工顺序，并有相应得安全环保措施要求。 3.土方开挖设计要考虑不同地质条件，采用不同的开挖方式。 4.需考虑建筑单体、边坡、道路等之间的相互影响，设计相应得方案及步骤。