道路设计-重力式(俯斜)挡土墙Excel计算表

1234567891011墙高-H填土高填土容重-γ填土内摩擦角-φ墙背俯角-ε墙背摩擦角-δ基底摩擦系数-fβ墙顶宽-B 1B 2B3m m kN/m 3度度度701835 2.8624117.5000.41.20180.6110.0500.3050.400.80.860.88670180.6110.0500.3050.400.8ctgα=0.5572l 0=0.73a 0.554b 2.55c2.7370.7313S= 2.920513.69＞151取15mA=0.6854788ΣG=150h0=0.7625Ka=(cos 2(φ-ε)/(cosε*(cos(δ+ε)*(1+sqrt((sin(δ+φ)*sin(φ-β))/(cos(δ+ε)*cos(ε-β)))^2)a. 破坏棱体长度 l 0=ctgα=-tg （φ+δ+ε）+SQR （（ctgφ+tg （φ+δ+ε））（tg （φ+δ+ε）-tgε））L=L 0+a+Htg30°=(破坏棱体长度内布一辆半重车)土压力系数 Kah 0=ΣG/(γ*l 0*L)设计资料1.(1)计算破裂棱体长度 l 0l 0=H （tgε+ctgα）b. 荷载纵向分布长度 L汽车-超20级 L 0+a=2. 土压力1) 汽车-超20级换算等代均布土层厚 h 0Ka=0.266E A =7.83kN 7.34kN 2.73kN(1)Cx=0.512d=Htgε=0.06d 1=h 0tgε=0.04Cy=0.0256土压力作用点位置,及转换对O 点的力矩)E AY = E A sin( δ+ε)=E AX =E A cos( δ+ε)=3. 土压力对验算截面产生的弯距E A =(1/2)γ*H*(H+2h 0)*L*KaCx=(H/3)*(H+3*h 0)/(H+2*h 0)Cy=(d/3)*(d+3*d 1)/(d+2*d 1)4.设计挡墙截面、断面尺寸及各部弯距。

墙高H6.2墙前水位H 10.8墙后水位H 2 1.5基础埋深h 1300 2.5C15砼r d 24抗压Ra 填粘土指标：322818100.75顶宽b 0.5底宽B4.98墙被趾高h`0.6墙被坡比m （用库仑定理）水上：K A 0.81457水下：K A `0.890359P168.9126E1161.9446E1x104.1133E1y 124.0423P275.32436E2112.9865E2x72.6384E2y 86.54259P313.35538E310.01654E3x6.439574E3y7.672216P BX11.25P BY 7.875PB` 3.2G174.4G2254.016G316.8G4浮托力W 139.84渗透压力W 217.43M 1X -319.281M 2X -54.4788M 3X -3.21979M PBX M W1-99.2016M W2-57.8676M P`BX0.853333M G170.68M G2624.8794M5.88M M 1Y 420.9168M 2Y 434.0111M 3Y 39.74208水平力和H 197.6412垂直力和G 568.5101力矩和M 1264.977Kc 1.15059＜［Kc ］ 1.2重新设计断面）e 0.264926＜B/60.83可行σmax 150.5967σmin 77.72063σcp 114.1587η 1.937667＜2.5底宽B` 3.65重 力 式 挡 土 墙 设 计一、计算条件：填粘土水上湿容重γ填粘土水下浮容重γ`C15砼抗剪［σj ］基底摩擦系数f 地基容许承载力［R ］容许应力大小比［η］水上内摩擦角φ水下内摩擦角φ`墙被摩擦角δ一）土压力计算：2.土压力计算：二）水平静水压力计算：1.压力系数计算：初拟断面尺寸：二、挡土墙上荷载计算：1.墙后静水压：水平静水压：三）墙身自重：四）基底扬压力计算：垂直静水压：2.墙前静水压：力矩M 的计算：三、稳定计算：一）抗滑稳定：二）偏心距计算及地基应力验算：四、截面强度验一）作用于C-C 截面以上的荷载计算：1.作用于C-C 截面的土压力计E1161.9446Ex 104.1133Ey 124.04232.墙体自重：G156.4G2177.663.垂直合力N358.10234.力矩和M468.74020.516044＜B/60.608333可行σmax 181.3362σmin 14.88419无拉应力σa 0.181336＜Ra/Ka 5.3125可行σj 0.028524＜［σj ］0.75可行2.压应力验算：3.剪应力验算：二）合力偏心距e ：三）截面应力验1.法向应力验算：。

重力式挡土墙稳定计算excel重力式挡土墙稳定计算 Excel在土木工程中，重力式挡土墙是一种常见的支挡结构，用于支撑土体、防止土体坍塌。

为了确保重力式挡土墙在使用过程中的安全性和稳定性，需要进行详细的稳定计算。

而 Excel 作为一款强大的电子表格软件，可以为重力式挡土墙的稳定计算提供便捷和高效的工具。

一、重力式挡土墙稳定计算的基本原理重力式挡土墙的稳定性主要取决于墙身自重、墙后土压力以及墙底与地基之间的摩擦力和粘聚力。

在进行稳定计算时，需要考虑抗滑移稳定性和抗倾覆稳定性两个方面。

抗滑移稳定性是指挡土墙在水平力作用下，墙底与地基之间不发生相对滑动的能力。

其计算公式为：＼K_s ＝＼frac{＼mu （G ＋ E_{py}）｝｛E_{px}｝＼geq 13＼其中，＄K_s$ 为抗滑移安全系数，＄＼mu$ 为墙底与地基之间的摩擦系数，＄G$ 为挡土墙自重，＄E_{py}＄为墙后土压力的竖向分量，＄E_{px}＄为墙后土压力的水平分量。

抗倾覆稳定性是指挡土墙在土压力作用下，绕墙趾不发生倾覆的能力。

其计算公式为：＼K_t ＝＼frac{M_R}｛M_O} ＼geq 15＼其中，＄K_t$ 为抗倾覆安全系数，＄M_R$ 为抗倾覆力矩，＄M_O$ 为倾覆力矩。

二、Excel 在重力式挡土墙稳定计算中的优势1、便捷的数据输入和修改在 Excel 中，可以方便地输入挡土墙的各项参数，如墙高、墙顶宽度、墙底宽度、墙身材料重度、填土重度、内摩擦角、粘聚力等。

而且，当需要对参数进行修改时，只需在相应的单元格中进行更改，计算结果会自动更新。

2、强大的计算功能Excel 提供了丰富的函数和公式，可以快速准确地进行各种复杂的计算。

例如，可以使用三角函数计算土压力的大小和方向，使用求和函数计算挡土墙的自重等。

3、直观的结果展示通过 Excel 的图表功能，可以将计算结果以直观的图表形式展示出来，如绘制抗滑移安全系数和抗倾覆安全系数随墙高的变化曲线，便于分析和比较不同设计方案的稳定性。

砌体容重=25KN/m 2填料容重γ=19KN/m 2填料内摩擦角φ=35°填料外摩擦角δ=17.5°基底摩擦系数f=0.4墙背坡度N =0.25墙面坡度N 1=0基底内倾坡度N 2=0.1路堤填土坡度M 0=0路堤填土高度a=0m 路基宽度b 0=14m墙顶宽度b 1=0.6m土路基宽度d=0m墙面高度h 1=1.8m墙趾高度dh=0.5m墙趾宽度db=1m挡墙基底总宽度B=2.300m人群荷载或车载h 0=0.2m挡墙基底总高度H=2.530mα=14.036°b=0j=0.000°α0=5.711°=66.536°则θ=acrtan θ=24.925°1.176m -0.633m 13.368m重力式挡墙计算书故破裂面交于荷载内，与原假设相符，所以选用公式正确。

荷载内缘至墙踵：b-Htan α+d=荷载外缘至墙踵：b-Htan α+d+b 0=一、设计资料=0.465-5.0724计算破裂角（假设破裂角交于荷载内）验算破裂面是否交于荷载内堤顶破裂面至墙踵：(H+a)tan φ==-0.25二、计算1.计算破裂角（假设破裂角交于荷载内）G=70.21KNZ G =1.59m0.36=0=m m0=2.530 2.求主动土压力系数K和K1KN=1.1463.求主动土压力m ==24.96KN==21.2713.05KN5.求挡墙自重4.求挡墙重心位置=0.897m =m 2.076则抗倾覆稳定性验算通过。

7.抗倾覆稳定性验算6.抗滑稳定性验算=2.59≥1.3 8.基底应力验算=1.43m 则抗滑稳定性验算通过。

=7.26≥1.50.38m =m -0.82≤B/6==-41.06Kpa =113.46Kpa。

破裂面交于路基面(荷载中部)填土高度（m）a 2.5填土宽度（m）b 3.75挡土墙高度（m）H5墙后填料容重（KN/m3）γ18附加荷载强度（kPa）q16.25换算均布土层厚度（m）h00.902777778汽车荷载边缘距路肩边缘距离d0.5边界条件系数A034.89583333边界条件系数B014.42708333极限破裂角的正切值tanθ0.884280624tanθ-2.457564101极限破裂角θ0.72406217弧度破裂棱体断面面积S S16.43062593平衡力三角形中主动土压力E a与破裂棱体自重G的比值Ea/G=COS(θ+φ)/SIN(θ+Ψ)0.27188069破裂棱体重力G295.7512667主动土压力Ea80.40905841假定挡土墙墙顶宽度d12基底倾角正切值tanα00.19基地倾角α00.187761947弧度主动土压力系数λa0.186042688主动土压力水平分力Ex80.07938893主动土压力垂直分力Ey7.273798432h1 2.249513412h20.730694371h3 2.019792216σ115.90502035σ218.35194656σ2'21.37514024σ3'28.13895656主动土压力作用点到墙踵的垂Z 1.748068636力臂Z x 1.381980004 (CAD：region+massprop)Z y 2.203178274挡土墙面积(mm2)S9.634挡土墙材料容重(KN/m3)γ22挡土墙重力(KN)G211.948重力对旋转点力臂Z G 1.458抗滑稳定系数K c 2.440319297抗倾覆稳定系数K0 2.937121148主动土压力分项系数γQ1(不利(组合Ⅰ和Ⅱ)) 1.4γQ1(有利(组合Ⅰ和Ⅱ))1墙前被动土压力水平分量E P0墙前被动土压力的水平分量到Z P0墙前被动土压力分项系数γQ2(不利)0.5γQ2(有利)0.3基底与地基摩擦系数μ0.310.2575139滑动稳定方程[1.1G+γq1(E y+E x tanα0）-γQ2E P tanα0]μ+(1.1G+γQ1E y)tanα0-γQ1E x+γQ2E P 抗滑稳定验算抗滑稳定验算通过倾覆稳定方程0.8GZ G+γq1(E y Z x-E x Z y)+γQ2E P Z P80.83922128抗倾覆稳定验算抗倾覆稳定验算通过倾斜墙底的水平距离d 1.926782274基底斜宽b 1.961252359倾斜墙底取斜宽重力对基底形心的力臂Z G′0.494608863形心右侧E x对基底形心的力臂Z x′ 1.56502432E y对基底形心的力臂Z y′ 1.239787138作用于基底形心的弯矩组合设M d-11.47687013垂直恒载分项系数γG0.9作用于基底形心的垂直力组合N d198.0269984基底合力偏心距容许值[e0]0.5基底合力偏心距e0-0.057956088满足要求基底每延米面积A 1.961252359地基容许承载力[σ0]250基底最大压应力σmax118.8719233基底最小压应力σmin83.06741157地基承载力验算地基承载力验算通过计算取基底面结构重要性系数（假定二级公γ01圬工构件的抗力分项系数γf 2.31材料抗压极限强度R a600挡土墙验算截面的轴向力组合N d230.3165256验算截面宽度B 1.961252359挡土墙验算截面面积A 1.961252359轴向力偏心影响系数αk0.989629846偏心受压构件在弯曲平面内的Ψk 1.002920575αs0.0025βs 2.549391452正截面强度验算γ0N d<=a k AR a/γf正截面强度验算通过基础稳定验算γ0N d<=Ψk a k AR a/γf基础稳定性验算通过正截面直接受剪时验算正截面剪力Q j80.07938893受剪截面宽度B j2受剪截面面积A j2砌体截面的抗剪极限强度R j100摩擦系数f m0.42N1219.2217984γk 2.31正截面直接受剪时验算方程Q j<=A j R j/γk+f m N1正截面抗剪验算通过注：当为路肩墙时，a与b均为0注：俯斜墙背，a(+)；仰斜墙背,a(-)；垂直墙背，a(0)注：当为路肩墙时，a与b均为0。

重力式挡土墙计算书一、构件基本尺寸及基本参数：1、挡土墙基本几何尺寸：1)挡土墙材料：毛石混凝土2)挡土墙容重：γd =22KN/m 33)墙两侧土体高差：h=3700mm 4)墙顶宽度：c=400mm 5)墙趾深度：d=500mm 6)墙趾宽度：s=200mm 7)墙背高度：H=4200mm 8)墙背倾角：α=68°9)挡墙基底宽度：b=2280mm10)土对墙背摩擦角：δ=30°2、岩土参数：1)填土容重：γ=18KN/m 32)主动土压力系数：k a =0.223)土压力增大系数：ψc =1.04)基底土摩擦系数：μ=0.35)地基土承载力：f ak =100KN/m26)宽度修正系数： ηb =0.37)埋深修正系数： ηd =1.6二、构件相关尺寸及计算参数推算：1、根据挡土墙基本尺寸，可推算出简图中其它尺寸如下：1)墙面坡度：m=(b-s-c-H/tanα)/h=(2280－200－400－4200/tan68°)/3700=2)基底倾角：α0=arctan[(H-h-d)/b]=arctan[(4200－3700－500)/2280]=0.0°-0.0052、挡墙截面面积（不含墙趾）：A=(h·m+2·c+h/tanα)·h/2+(H-h+d+s·tanα0)·(h·m+c+H/tanα)/2-(H-h)2/(2tanα)=(3.7×-0.005+2×0.4+3.7/tan68°)×3.7/2+(4.2－3.7+0.5+0.2×tan0.0°)×(3.7×-0.005+0.4+4.2/tan68°)/2－(4.2－3.7)²/(2×tan68°)=5.2m23、挡墙每延米自重（不含墙趾）：G=γd·A=22×5.2=114KN4、每延米主动土压力：E a=ψc· γ ·H2·k a/2=1.0×18×4.2²×0.21744/2《地规》公式(6.6.3-1)=35KN三、抗滑移稳定性验算：1、挡墙自重沿基底法线方向分量：G n=G·cosα0=114×cos0.0°=114KN2、挡墙自重沿基底平行方向分量：G t=G·sinα0=114×sin0.0°=0KN3、主动土压力沿基底法线方向分量：E an=E a·cos(α-α0-δ)=35×cos(68°－0.0°－30°)=27KN4、主动土压力沿基底平行方向分量：E at=E a·sin(α-α0-δ)=35×sin(68°－0.0°－30°)=21KN5、抗滑移稳定系数：K s=(G n+E an)·μ/(E at-G t)《地规》公式(6.6.5-1)=(114+27)×0.3/(21－0)=2.00≥1.3 ，满足《地规》6.6.5条第1款要求四、抗倾覆稳定性验算：1、主动土压力作用点距墙背底端高度：z=H/3=4.2/31.400=m2、主动土压力作用点距墙趾底端高度：z f =z-b·tanα0=1.400－2.28×tan0.0°=m3、挡墙截面形心距墙趾底端水平距离：1)挡墙截面对通过墙背底端竖轴的静距为：S=[h·(c+H/tanα)2/2]＋[h 2·m·(h·m/3+c+H/tanα)/2)]＋[(H-h)/6+(d+s·tanα0)/3]·(h·m+c+H/tanα)2－[H 3/(tan 2α)]/6=[3.7×(0.4+4.2/tan68°)²/2]+[3.7²×-0.005×(3.7×-0.005/3+0.4+4.2/tan68°)/2]+[(4.2－3.7)/6+(0.5+0.2×tan0.0°)/3]×(3.7×-0.005+0.4+4.2/tan68°)²－[4.2³/(tan68°)²)]/6=7.14m32)挡墙截面形心距墙背底端竖轴的水平距离：x 1=S/A=7.14/5.20=m3)挡墙截面形心距墙趾底端水平距离：x 0=b －x 1=2.28－1.371=m 4、主动土压力作用点距墙趾底端水平距离：x f =b-z/tanα=2.28－1.400/tan68°=m 5、主动土压力沿水平方向分量：E ax =E a ·sin(α-δ)=35×sin(68°－30°)=21KN6、主动土压力沿重力方向分量：E az =E a ·cos(α-δ)=35×cos(68°－30°)=27KN 7、抗倾覆稳定系数：K t =(G·x 0+E az ·x f )·/(E ax ·z f )《地规》公式(6.6.5-2)=(114×0.909+27×1.714)/(21×1.400)=5.06≥1.6 ，满足《地规》6.6.5条第2款要求五、地基承载力验算：1、修正后的地基承载力特征值：基础底面斜宽B = b/cosα0 =2.28＜3m ，仅承载力修正时取B = 3.00m基础埋深d ≥0.5m ，承载力修正时d= 0.50mf a =f ak + ηb ·γ·(B-3)+ ηd ·γm ·(d-0.5)1.7141.4001.3710.909=100+0.3×18×(3.00-3)+1.6×18×(0.50-0.5)=100KN/m22、作用在基础底面法线方向的每延米总作用力为：F =G n+E an=114+27=142KN3、轴心荷载作用时，基础底面的平均压力值：p k=F/B=142/(2.28/cos0.0°)=62.14KN/m2≤f a=100 ，满足《地规》5.2.1条第1款要求4、挡墙自重及土压力的合力在基础底面的偏心距：e=B/2-(G·x0+E az·x f-E ax·z f)/F=2.28/2-(114×0.909+27×1.714－21×1.400)/142=0.29m≤b0 / 4 ＝0.57 ，满足《地规》6.6.5条第4款要求5、挡墙自重及土压力的合力在基础底面产生的偏心力距：M=F·e=142×0.29=40.6KN·m6、偏心荷载作用时，基础底面的最大压应力值：B/6=0.38≥e，应按《地规》公式5.2.2-2计算p kmax=F/B+6M/B²=142/2.28+6×40.6/2.28²=109KN/m2≤1.2 f a ＝120.0 ，满足《地规》5.2.1条第2款要求。