重力式挡土墙课程设计

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)设计计算书一、设计挡土墙的基础埋深、断面形状和尺寸如图所示，挡土墙墙体高为H=8.5m ，基础埋置深度d=1.5m,墙身纵向分段长度为L=10m ；墙面与墙背平行，墙背仰斜，仰斜坡度1：0.25(︒-=14α02’)，墙底倾斜度0.2:1（ω=11.31°），墙顶宽2.1m ，墙底宽2m 。

范例: 网络上有有关软件可如下载1.1 挡土墙设计资料1.浆砌片石重力式路堤墙, 填土边坡1:1.5, 墙背仰斜, 坡度1: 0.15 1: 0.35。

2.公路等级二级, 车辆荷载等级为公路－II级, 挡土墙荷载效应组合采用荷载组合I、II。

3.墙背填土容重γ＝17.8kN／m3, 计算内摩擦角Φ＝42°,填土与墙背间旳内摩擦角δ＝Φ/2=21°。

4.地基为砂类土, 容许承载力[σ]=810kPa, 基底摩擦系数μ＝0.43。

5.墙身材料采用5号砂浆砌30号片石, 砌体=22kN/m3, 砌体容许压应力为kPa, 容许剪应力[ ]=100kPa, 容许拉应力[ ]=60 kPa。

1.2 确定计算参数设计挡墙高度H=4m, 墙上填土高度a=2m, 填土边坡坡度为1:1.5,墙背仰斜,坡度1:0.25。

填土内摩擦角: , 填土与墙背间旳摩擦角;墙背与竖直平面旳夹角。

墙背填土容重17.8kN/m3, 地基土容重: 17.7kN/m3。

挡土墙尺寸详细见图1.1。

图1.1 挡土墙尺寸1.3 车辆荷载换算1.3.1 试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度(1)假定破裂面交于荷载内侧不计车辆荷载作用；计算棱体参数、:18)42(21)(21))(2(212200=+=+=+++=H a H a h H a A 7)036.14tan()224(4213221tan )2(21210=-⨯+⨯⨯-⨯⨯=+-=αa H H ab B 389.018700===A B A ︒=︒+︒-︒=++=964.4821036.1442δαϕψ；715.0)389.0964.48(tan )964.48tan 42(cot 964.48tan ))(tan tan (cot tan tan =+︒⨯︒+︒+︒-=++±-=A ψψϕψθ则:计算车辆荷载作用时破裂棱体宽度值B:mbH a H B 29.03)036.14tan(4715.0)24(tan tan )(=-︒-⨯+⨯+=-+⨯+=αθ由于路肩宽度d=1.5m>B=0.29m, 因此可以确定破裂面交与荷载内侧。

.目录第一章重力式挡土墙设计 (2)一、设计资料 (2)二、破裂棱体位置的确定 (3)1、破裂角_32、验算破裂面是否交于荷载范围内 (4)三、荷载当量土柱高度计算 (5)四、土压力计算 (5)五、土压力作用点位置计算 (6)六、土压力对墙趾力臂计算 (6)七、稳定性验算 (7)1、墙体重量及其作用位置计算 (7)2、抗滑稳定性验算 (7)3、抗倾覆稳定性验算 (8)八、基底应力及偏心距验算 (8)1、合力偏心距计算 (8)2、基地应力验算 (9)九、截面内力计算 (10)十、设计图纸及工程量 (10)十一、挡土墙的排水设施设计 (11)第二章沥青混凝土路面设计1212一、设计资料 ..........................................................................................................14二、轴载换算 ..........................................................................................................1、以设计弯矩值为标准及验算沥青层层底拉应力中的累计当量轴次142、验算半刚性基层层底拉应力中的累计当量轴次 (15)三、沥青路面结构组合设计 (17)1、初拟路面结构组合 (17)2、计算设计弯沉值D_Dd__ 183、计算确定容许弯拉应力214、计算路表弯沉__D_Dd__ 215、结构厚度计算结果 (22)6、验算防冻层厚度 (24)24附录 ...................................................................................................................27参考文献 ...........................................................................................................第一章重力式挡土墙设计一、设计资料某一级公路，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，而采取仰斜式浆砌片石挡土墙。

重力式挡土墙课程设计1设计题目浆砌片石衡重式路肩墙设计。

2地层条件及参数⑴题号：衡重式路肩墙课程设计任务书中第一组第2题（挡土墙高6.9m,车辆荷载换算等代土层厚度00.55h m =）。

⑵地层：地基埋置深度不小于 1.0m ，持力层为中风化砾岩层，地基容许承载力800R Kpa =。

⑶荷载资料：车辆荷载换算等代土层厚度00.55h m =，分布在路基横断面方向的宽度0,2(1402)a =⑷其他设计参数：填料0235,18,2KN m ϕϕγδ===下墙，上墙（假想墙背）δϕ=。

强身容重[]3k s 22KN ,0.6;600,m f Kpa γδ===基底摩擦系数圬工材料[]1δ=100Kpa ，j 500Kpa τ⎡⎤=⎣⎦。

根据设计资料，初步确定墙身尺寸如下：挡土墙高16.9,H 2.8,H m m ==选用上墙0,1815),=1墙背俯斜1:0.33（a 衡重台宽10.9, 4.1d m m ==2下墙H ，墙背仰斜1:0.250,2(1402)a =，墙坡面1:0.05（见图5.1）3上墙土压力计算1．求破裂角1θ计算破裂角，判别是否出现第二破裂面，假想墙背倾角（见图3.1）则有,11111tan 2.80.330.9tan 0.6512.8H a d a H +⨯+=== 则,0129.28a =。

假想破裂面交于荷载内，按表5.5第1类公式计算得0004535227.5i i a θ==-= 则tan 0.521i θ=验核破裂面位置如下：第一破裂面距离墙顶内缘距离为：,10(tan tan ) 2.8(0.5210.651) 3.282( 5.5)i i H b m θθ+=⨯+=<=破裂面交于荷载内，与假设相符，故采用此类计算公式。

因,,i i a a <故出现第二破裂面。

2．计算第二破裂面上的主动土压力1E由指导书中表5.6第一类公式，有2222cos()134.976cos x E E a δ=+=⨯011220.5511 1.3932.8h K H ⨯=+=+= 22111118 2.80.587 1.39357.722E H KK KN γ==⨯⨯⨯⨯=0011cos()57.7(27.535)26.6x i E E a KN ϕ=+=⨯+=0011sin()57.7(27.535)51.2y i E E a KN ϕ=+=⨯+=对上墙1o 的力臂为0111 2.80.551.0753333 1.297y h H Z K =+=+=⨯m 1211tan 1.5660.9 1.0750.521 1.906x y i Z b d Z a m =+-=+-⨯=1． 计算上墙实际墙背上土压力1E ，1x 1E 26.6x E KN ==， ,111E tan 26.60.338.79y x E a KN ==⨯=，。

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=0.456、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。

重力式挡土墙课程设计1．挡土墙各尺寸拟定：挡土墙各尺寸如上图所示，则有：tanα=0.2 α=11.3° tanα0=0.25 α0=14.0° tani=23 i=33.7°墙高为：H=h+h0=5.6+0.476=6.076m2.计算土压力∵ φ=35° δ=φ2=17.5° γ=19KN/m3∴ ∅1=φ-i=35°-33.7°=1.3°∅2=φ+δ-α-i=35°+17.5°-11.3°-33.7°=7.5°2222220.371sin()sin()sin52.5sin1.3[1][1]cos()cos()cos6.2cos45a i i λϕδϕδαα===+-⨯++-+⨯ 土压力：221119 6.0760.371130.12/22a a E H KN m γλ==⨯⨯⨯= cos()130.12cos6.2129.36/sin()130.12sin 6.214.05/x a y a E E KN mE E KN m δαδα=-=⨯==-=⨯=水平土压力：竖直土压力： 3．计算土压力、重力作用点位置土压力作用点至墙踵的高度： 6.076 2.025m 33x H Z '=== 土压力作用点至墙趾的高度：' 2.0250.5 1.525m x x x Z Z h =-=-=土压力作用点至墙趾的水平距离：x Z tan 2+1.5250.2=2.305y B Z mα=+=⨯墙身自重：11=h )23(2 5.620.476=268.55KN/m 22x G A B h B γγ=+=⨯⨯+⨯⨯砌体砌体（）土墙重心至墙趾的水平距离x ：112233=232 5.6257.6/123 1.9040.476=10.42KN/m 21230.0960.476=0.53KN/m 2G A KN mG A G A γγγ=⨯⨯===⨯⨯⨯==⨯⨯⨯砌体砌体砌体 1122332257.6 1.6510.42 1.9040.530.096 1.9363 1.63268.55G x G x G x x m G ⨯+⨯⨯+⨯⨯++===4．抗滑稳定验算 020cos 0.97010.25cos 268.550.970260.49/n G G KN mαα==+==⨯=02t 0sin 0.24210.25sin 268.550.242=64.99KN/mG G αα==+=⨯=⨯00cos(90)cos(9011.31417.5)0.345cos(90)130.120.34544.89/an a E E KN mααδααδ+--=+--==+--=⨯= 00sin(90)=sin(9011.314.017.5)0.938sin(90)130.120.938122.05/at a E E KN m ααδααδ+--+--==+--=⨯=t ()0.5(260.4944.89) 2.68 1.3122.0564.99n an s at u G E K E G +⨯+===>--（满足要求） 5．抗倾覆验算稳定力矩：277.75 1.6314.99 2.318470.12y y y M Gx E z KN m =+=⨯+⨯=•∑ 倾覆力矩：0129.36 1.525197.27x x M E z KN m ==⨯=•∑y470.12= 2.38 1.6(197.27L x MK M ==>∑∑满足要求） 6．偏心距验算基底宽度： 1.963b m ==作用在基底的总垂直应力：269.4247.89305.38n an N G E KN =+=+=∑ 基底合力偏心距：0 1.963470.12197.270.08822305.38y M M b e m N--=-=-=∑∑∑ ∵ 1.9630.0880.49144b e =≤== ∴ 基底合力偏心距满足要求。

重力式挡土墙课程设计计算书一、工程概况本次课程设计的重力式挡土墙位于某填方路段，其主要作用是支挡填方土体，保证边坡的稳定性。

该路段填方高度为具体高度，边坡坡度为具体坡度，墙后填土为填土类型，填土容重为容重数值，内摩擦角为内摩擦角数值，粘聚力为粘聚力数值。

二、设计依据1、《公路路基设计规范》（JTG D30-2015）2、《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）（2015 年版）3、《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2011）三、设计参数选取1、墙身材料：采用具体材料，其重度为重度数值，抗压强度为抗压强度数值，抗拉强度为抗拉强度数值。

2、基底摩擦系数：根据地基土的性质，取基底摩擦系数为摩擦系数数值。

3、墙背与填土的摩擦角：取墙背与填土的摩擦角为摩擦角数值。

四、土压力计算1、主动土压力系数计算根据填土的内摩擦角和墙背的倾斜角度，采用库仑土压力理论计算主动土压力系数 Ka。

Ka ＝计算公式及计算结果2、土压力强度计算墙顶处土压力强度为 0。

墙底处土压力强度为：σa ＝Kaγh其中，γ为填土容重，h 为墙高。

3、土压力合力计算土压力合力为：Ea ＝05Kaγh^2合力作用点距离墙底的高度为：h/3五、稳定性验算1、抗滑移稳定性验算抗滑移稳定系数 Kc ＝（G ＋ Ey）μ ／ Ex其中，G 为挡土墙自重，Ey 为墙后土压力的竖向分力，Ex 为墙后土压力的水平分力，μ为基底摩擦系数。

经计算，Kc ＞规定的抗滑移稳定系数，满足抗滑移稳定性要求。

2、抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定系数 Kt ＝（Gx0 ＋ EyZf）／（ExZx）其中，x0 为挡土墙重心至墙趾的水平距离，Zf 为Ey 作用点至墙趾的垂直距离，Zx 为Ex 作用点至墙趾的垂直距离。

经计算，Kt ＞规定的抗倾覆稳定系数，满足抗倾覆稳定性要求。

六、基底应力验算1、基底平均应力计算σ ＝（G ＋ Ey）／ A其中，A 为基底面积。

经计算，σ ＜地基承载力特征值，满足基底应力要求。

重力式挡土墙课程设计计算书文档一：正式风格1.引言本文档旨在对重力式挡土墙的课程设计进行详细计算和说明。

重力式挡土墙是一种常见的土木工程结构，用于抵御土壤的压力。

本设计计算书将涵盖以下章节：基本假设、设计参数、土壤力计算、墙体稳定性计算、横向稳定性计算、挡土墙尺寸设计等。

2.基本假设在设计过程中，我们做出以下基本假设：(1) 挡土墙为直立完美墙体(2) 挡土墙和土壤之间的摩擦系数为常数(3) 土壤为均质土，不考虑不均质土层(4) 土壤重力方向与挡土墙平行(5) 不考虑水压、温度变化对挡土墙的影响(6) 不考虑地震力对挡土墙的影响3.设计参数设计参数包括挡土墙高度、挡土墙顶部宽度、挡土墙底部宽度、挡土墙墙体倾斜角度、土壤的重度和摩擦系数。

我们将根据具体工程要求来确定这些参数。

4.土壤力计算土壤对挡土墙的作用力包括土壤的垂直力和水平力。

我们将进行土壤的垂直力和水平力计算，并考虑到土壤的摩擦力。

5.墙体稳定性计算墙体稳定性计算是判断挡土墙稳定性的重要步骤。

我们将进行墙体的倾覆和滑动稳定性计算，并根据其计算结果来确定挡土墙的稳定性。

6.横向稳定性计算横向稳定性计算用于判断挡土墙在横向方向的稳定性。

我们将进行横向稳定性计算，并对挡土墙的稳定性进行评估。

7.挡土墙尺寸设计根据前面的计算结果和设计参数，我们将进行挡土墙的尺寸设计。

挡土墙的高度、宽度等参数将根据安全性和经济性来确定。

8.结论根据以上计算和设计，我们得出了重力式挡土墙的尺寸和稳定性评估。

我们相信这些结果可以为实际工程提供指导和参考。

附件：本文档涉及的附件包括设计图纸、施工计划等。

法律名词及注释：1. 重力式挡土墙：一种利用挡土墙本身的重量来抵抗土壤压力的土木工程结构。

2. 均质土：指土壤中成分均匀，没有层状或差异性的土壤。

3. 摩擦系数：指挡土墙和土壤之间的摩擦力与法向力之间的比值，用来描述土壤的粘滞性和黏着性。

文档二：简洁风格1.简介本文档是重力式挡土墙课程设计计算书。

重力式路堤挡土墙课程设计一、课程设计的目的重力式路堤挡土墙课程设计是土木工程专业道路工程方向的一门重要实践课程。

通过本课程设计，使学生能够综合运用所学的土力学、基础工程、结构力学等知识，对重力式路堤挡土墙进行设计和计算，培养学生的工程实践能力和创新思维。

二、课程设计的任务与要求（一）任务设计某公路重力式路堤挡土墙，要求根据给定的地形、地质条件和交通荷载等参数，确定挡土墙的形式、尺寸和结构布置，并进行稳定性验算和结构设计。

（二）要求1、设计计算书应内容完整、条理清晰、计算准确、图表规范。

2、挡土墙的设计应符合相关规范和标准的要求，保证其安全性和稳定性。

3、设计方案应经济合理，施工方便。

三、设计资料（一）地形条件某公路路堤填方高度为 6m，路堤边坡坡度为 1:15，地面横坡为1:10。

（二）地质条件墙址处地基土为粉质黏土，其物理力学性质指标如下：重度γ ＝ 18kN/m³，内摩擦角φ ＝ 20°，粘聚力 c ＝ 15kPa，地基承载力特征值 fak ＝ 180kPa。

（三）交通荷载公路等级为二级，设计荷载为公路—Ⅰ级。

四、挡土墙形式的选择重力式挡土墙依靠自身的重力来维持稳定，结构简单，施工方便，在工程中应用广泛。

根据设计资料和工程经验，本设计选用仰斜式重力式路堤挡土墙。

五、挡土墙尺寸的拟定（一）墙高墙顶填土高度为 05m，考虑到基础埋深，墙总高度 H ＝ 6 ＋ 05 ＋05 ＝ 7m。

（二）墙顶宽度墙顶宽度一般不小于 05m，本设计取墙顶宽度 b ＝ 05m。

（三）墙底宽度根据墙高和基底摩擦系数，初步拟定墙底宽度 B ＝ 35m。

（四）墙面坡度和墙背坡度墙面坡度一般采用 1:025~1:05，墙背坡度一般采用 1:025~1:04，本设计取墙面坡度 1:025，墙背坡度 1:03。

六、土压力计算（一）破裂角的计算根据库仑土压力理论，计算破裂角θ。

（二）主动土压力系数的计算根据破裂角θ，计算主动土压力系数 Ka。