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加筋挡土墙设计拟在某黄土地区的二级公路上修建一座路堤式加筋挡土墙。
据调查，挡土墙不受浸水影响，以确定挡土墙全长为60m ，沉降缝间距采用20m ，挡土墙高度12m ，顶部填土0.6m ，其计算断面见图1。
图1 加筋土挡墙计算断面 已知各项计算资料汇列如下： （1）路基宽度为12m ，路面宽9m 。
（2）活载标准为公路—Ⅱ级。
（3）面板为1m ×0.8m 十字型混凝土板，板厚20cm ，混凝土强度等级C20。
（4）筋带采用聚丙烯土工带，带宽为18mm ，厚1mm ，容许拉应力[]=L σ50Mpa ，似摩擦系数4.0=*f 。
（5）筋带节点的水平间距m S x 42.0=，垂直间距m S y 4.0=。
（6）填料为黄土，容重31/20m KN =γ，内摩擦角 25=ϕ，粘聚力kPa c 50=，计算内摩擦角 30=ϕ。
（7）地基为老黄土，容重3/22m KN =γ，内摩擦角 30=ϕ，粘聚力kPa c 55=，地基容许承载力k P a 500][0=σ，基底摩擦系数4.0=μ。
（8）墙顶和墙后填料与加筋体填料相同。
试按荷载组合I 进行结构计算。
计算如下：1.计算加筋体上填土重力的等代土层厚度h 2由图1可知，H=12m ，b b =0.5m ，m=1.5，H ’=0.6m ， 因为：m H m b H m b 6.067.3)5.06(5.11)2(1'=>=-⨯=- 所以取h 2= H ’=0.6m 2.计算车辆等代土层厚度h 0 （1）计算车辆荷载布置长度L已知车辆荷载公路—Ⅱ级的前后轴距加一个车轮接地长度总和为L 0=13m ，得：m L 62.2030tan )126.02(13=+⨯+=因L 大于15m ，取扩散长度L=15m 。
（2）计算荷载布置宽度B 0根据规范要求，挡土墙在进行内部稳定计算时，应首先判断活动区是否进入路基宽度，据此决定B 0的取值。
加筋土挡土墙设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握加筋土挡土墙的基本概念、构造原理及设计方法；2. 了解加筋土挡土墙在工程中的应用及其优势；3. 掌握相关土力学知识，如土压力计算、土体稳定性分析等。
技能目标：1. 能够运用所学知识，独立完成加筋土挡土墙的设计计算；2. 能够分析工程案例，评估加筋土挡土墙的适用性和经济性；3. 能够运用专业软件进行加筋土挡土墙的模拟分析和优化设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对土木工程专业的热爱，增强职业责任感；2. 培养学生严谨的科学态度和团队合作精神；3. 增强学生的环保意识，认识到加筋土挡土墙在环境保护和资源利用方面的优势。
本课程针对高年级土木工程专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将课程目标分解为具体的学习成果。
通过本课程的学习，使学生能够掌握加筋土挡土墙的设计方法，具备解决实际工程问题的能力，同时培养学生的专业素养和价值观。
二、教学内容1. 加筋土挡土墙基本概念：介绍加筋土挡土墙的定义、分类及其在我国的发展应用。
参考教材章节：第三章“加筋土结构概述”2. 构造原理与设计方法：讲解加筋土挡土墙的构造原理，包括筋材布置、土压力计算等；介绍设计方法及步骤。
参考教材章节：第四章“加筋土挡土墙设计”3. 工程案例分析：分析典型加筋土挡土墙工程案例，探讨其设计要点及施工技术。
参考教材章节：第五章“工程实例分析”4. 相关土力学知识：回顾土压力计算、土体稳定性分析等土力学基本知识，为加筋土挡土墙设计提供理论支持。
参考教材章节：第二章“土力学基本理论”5. 软件应用与实践：介绍专业软件在加筋土挡土墙设计中的应用，指导学生进行模拟分析和优化设计。
参考教材章节：第六章“加筋土挡土墙数值分析与模拟”6. 实践教学：组织学生进行现场教学，实地考察加筋土挡土墙工程，加深对理论知识的理解。
教学内容按照教学大纲和课程目标进行科学、系统的安排，确保学生能够循序渐进地掌握加筋土挡土墙的设计方法，并在实践中加以运用。
《路基设计原理》课程论文加筋土挡土墙（理正软件+手算)学生成绩：学生学号：学生姓名：学生专业：课程名称：路基设计原理任课教师：提交日期：2016 年月日第1章软件计算部分 (1)1.1 原始条件 (1)1.1.1 墙身尺寸 (1)1.1.2 物理参数 (1)1.1.3 坡线土柱 (2)1.1.4 计算参数 (2)1.2 无荷载的情况 (2)1.2.1 内部稳定性验算 (2)1.2.2 外部稳定性验算 (3)1.3 所有荷载都作用的情况 (4)1.3.1 内部稳定性验算 (4)1.3.2 外部稳定性验算 (5)1.4 各组合最不利结果 (6)1.4.1 内部稳定性验算 (6)1.4.2 外部稳定性验算 (6)第2章手算部分 (7)2.1 设计资料 (7)2.2 荷载计算 (7)2.2.1 永久荷载 (7)2.2.2 可变荷载 (7)2.2.3 荷载组合 (7)2.3 无荷载作用时，为荷载组合① (7)2.3.1 外部稳定性分析验算 (7)2.3.2 内部稳定性分析验算 (8)2.4 所有荷载均作用时，为组合② (11)2.4.1 外部稳定性分析验算 (11)2.4.2内部稳定性分析验算 (12)2.5 最不利荷载组合 (16)2.5.1 外部稳定性验算最不利荷载组合 (16)2.5.2 内部稳定性验算最不利荷载组合 (16)2.6 面板结构设计 (17)参考文献 (18)附录加筋土挡土墙剖面图 (19)第1章软件计算部分加筋土挡土墙验算[执行标准：铁路]计算项目：加筋土式挡土墙 3计算时间：2016-04-25 14:55:41 星期一------------------------------------------------------------------------ 1.1 原始条件1.1.1 墙身尺寸挡墙类型: 路肩墙墙身总高: 6.500(m)筋带竖向间距是否不等: 否单个筋带厚: 1(mm)筋带水平方向间距: 0.420(m)筋带竖直方向间距: 0.400(m)筋带长度竖向分段数: 1分段序号高度(m) 筋带长(m)1.1.2 物理参数加筋土容重: 22.000(kN/m3)加筋土内摩擦角: 35.000(度)筋带容许拉应力: 50.000(MPa)土与筋带之间的摩擦系数: 0.400挡土墙类型: 一般挡土墙墙后填土内摩擦角: 30.000(度)墙后填土粘聚力: 8.000(kPa)墙后填土容重: 22.000(kN/m3)地基土容重: 18.000(kN/m3)修正后地基土容许承载力: 350.000(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1.1.3 坡线土柱坡面线段数: 3折线序号水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数1 1.000 0.000 02 0.875 0.500 03 6.000 0.000 1第1个: 距离1.000(m),宽度3.300(m),高度2.800(m)(用户输入) 地面横坡角度: 0.000(度)填土对横坡面的摩擦角: 35.000(度)墙顶标高: 0.000(m)1.1.4 计算参数稳定计算目标: 自动搜索最危险滑裂面搜索时的圆心步长: 1.000(m)搜索时的半径步长: 1.000(m)筋带对稳定的作用: 筋带力沿圆弧切线内部稳定分析采用方法: 应力分析法超载土压应力计算方法: 弹性理论法条分法的土条宽度: 0.500(m)墙后填土粘聚力: 10.000(kPa)墙体填土粘聚力: 10.000(kPa)地基土粘聚力: 10.000(kPa)土条切向分力与滑动方向反向时: 当作下滑力对待1.2 无荷载的情况1.2.1 内部稳定性验算采用应力分析法全墙抗拔验算满足: 安全系数=13.452 >= 2.0001.2.2 外部稳定性验算[土压力计算] 计算高度为 7.000(m)处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角： 33.534(度)Ea=106.535(kN) Ex=92.262(kN) Ey=53.268(kN) 作用点高度 Zy=1.913(m) 墙身截面积 = 39.000(m2) 重量 = 858.000 (kN)墙顶上的土重(包括超载) = 50.188(kN) 重心坐标(3.712,0.242)(相对于墙面坡上角点)墙顶上的土重(不包括超载) = 50.188(kN) 重心坐标(3.712,0.242)(相对于墙面坡上角点)(1)滑动稳定性验算基底摩擦系数0.500滑移力92.262(kN) 抗滑力480.728(kN)滑移验算满足: Kc=5.210>1.300(2)倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw=3.000 (m)相对于墙趾点，墙土压力Ey的力臂 Zx=6.000 (m)相对于墙趾点，墙土压力Ex的力臂 Zy=1.913 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩176.539(kN-m) 抗倾覆力矩3079.890(kN-m)倾覆验算满足: K0=17.446>1.600(3)地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力961.455(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=2903.351(kN-m)墙计算宽度B =6.000(m) 偏心距e-0.020(m)墙底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn3.020(m)基底压应力: 墙趾157.078 墙踵=63.407(kPa)最大应力与最小应力之比163.407 / 157.078 = 1.040作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.020 <= 0.167*6.000 = 1.000(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=157.078 <= 420.000(kPa) 墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=163.407 <= 455.000(kPa) 地基平均承载力验算满足: 压应力=160.243 <= 350.000(kPa) (4) 整体稳定验算圆心: (-2.000,10.000) 半径 15.000(m) 安全系数 2.122总的下滑力 892.783(kN)总的抗滑力 1894.325(kN)土体部分下滑力 892.783(kN)土体部分抗滑力 1894.325(kN)筋带的抗滑力 0.000(kN)整体稳定验算满足: 最小安全系数=2.122 >= 1.2501.3 所有荷载都作用的情况1.3.1 内部稳定性验算采用应力分析法筋带抗拔验算满足: 最小安全系数=10.084 >= 2.000全墙抗拔验算满足: 安全系数=13.695 >= 2.0001.3.2 外部稳定性验算[土压力计算] 计算高度为 7.000(m)处的库仑主动土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角： 33.012(度)Ea=111.391(kN) Ex=96.467(kN) Ey=55.695(kN) 作用点高度 Zy=2.075(m) 墙身截面积 = 39.000(m2) 重量 = 858.000 (kN)墙顶上的土重(包括超载) = 242.688(kN) 重心坐标(4.287,0.447)(相对于墙面坡上角点)墙顶上的土重(不包括超载) = 50.188(kN) 重心坐标(3.712,0.242)(相对于墙面坡上角点)(1) 滑动稳定性验算基底摩擦系数 = 0.500滑移力= 96.467(kN) 抗滑力= 578.191(kN)滑移验算满足: Kc = 5.994 > 1.300(2) 倾覆稳定性验算相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 3.000 (m)相对于墙趾点，墙土压力Ey的力臂 Zx = 6.000 (m)相对于墙趾点，墙土压力Ex的力臂 Zy = 2.075 (m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩= 200.175(kN-m) 抗倾覆力矩= 3948.675(kN-m)倾覆验算满足: K0 = 19.726 > 1.600(3) 地基应力及偏心距验算基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力作用于基础底的总竖向力 = 1156.383(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=3748.500(kN-m)墙计算宽度 B = 6.000 (m) 偏心距 e = -0.242(m)墙底面合力作用点距离墙趾点的距离 Zn = 3.242(m)基底压应力: 墙趾=146.172 墙踵=239.289(kPa)最大应力与最小应力之比 = 239.289 / 146.172 = 1.637作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.242 <= 0.167*6.000 =1.000(m)墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=146.172 <= 420.000(kPa)墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=239.289 <= 455.000(kPa)地基平均承载力验算满足: 压应力=192.730 <= 350.000(kPa)(4) 整体稳定验算圆心: (-2.000,10.000)半径 15.000(m)安全系数 2.038总的下滑力 981.348(kN)总的抗滑力 1999.634(kN)土体部分下滑力 981.348(kN)土体部分抗滑力 1999.634(kN)筋带的抗滑力 0.000(kN)整体稳定验算满足: 最小安全系数=2.038 >= 1.2501.4 各组合最不利结果1.4.1 内部稳定性验算采用应力分析法筋带抗拔验算最不利为：组合1(无荷载的情况)筋带抗拔验算满足: 最小安全系数=8.293 >= 2.000全墙抗拔验算最不利为：组合1(无荷载的情况)全墙抗拔验算满足: 安全系数=13.452 >= 2.0001.4.2 外部稳定性验算(1) 滑移验算安全系数最不利为：组合1(无荷载的情况)抗滑力 = 480.728(kN),滑移力 = 92.262(kN)。
加筋土挡墙技术要求与比赛细则1.初赛阶段在初赛阶段，参赛队应按照决赛阶段的模型箱尺寸、加筋材料和填料等要求，进行加筋土挡墙设计，提交设计方案报告。
所提交的报告应满足如下要求：1.1报告最多长3页（不包括封面及参考文献页面在内），最小为5号字，1倍行距。
报告封面要包括：组委会确认的参赛编号，学校及学院名称，指导教师姓名与邮箱，每个队员的电子邮箱和身份（本科生、研究生），并注明组长。
1.2报告应提供加筋土挡墙模型的工程设计与模型建造的相关信息。
并提交所用加筋材料式样（形状及尺寸）。
1.3报告中应列出设计计算公式、材料特性和安全系数，所选用的验算公式、材料参数和安全系数应具有合理性。
1.4报告应简要介绍加筋材料、填土性质以及筋土相互作用性质参数的获取方法。
1.5设计方案报告的电子版（PDF和Word两种格式，文件名称均应为参赛编号）必须在2011年12月31日前提交至比赛专用信箱：*****************.com。
同时，需要将报告的纸质打印版于2011年12月31日前（已邮戳为准，信封注明“加筋土挡墙参赛作品及参赛编号”）寄至如下地址。
提交纸质报告时，应同时提供参赛队员的学生证复印件。
上海市四平路1239号 200092同济大学地下建筑与工程系徐超老师收1.6组委会采用匿名评审的办法，确定获得决赛资格的参赛组名单，并及时在组委会网站公告。
每所高校入围决赛阶段的参赛组不应超过2组。
1.7组委会将通过email告知入围决赛的参赛组，并邮寄决赛阶段使用的面板、加筋材料、胶带的样品及比赛用填料（砂）的特征参数。
2．决赛阶段2.1砂箱：砂箱尺寸（长 宽 高）为75cm 50cm 50cm，由有1个底板和3个固定立面板构成，第4个立面板是可移动板，用于挡墙构筑时提供临时的支撑力（见图1）。
砂箱材料为15mm胶合板，由各参赛队自行准备。
鼓励对砂箱外表面进行装饰（如油漆，加学校校徽等）。
砂箱还应满足如下要求：2.1.1砂箱内部尺寸为模型箱尺寸减去胶合板厚度，误差不得超过5mm，内表面须平整。
加筋土挡土墙设计加筋土挡土墙一、加筋土的特点与基本原理加筋土挡土墙自20世纪60年代初问世以来，以其显著的技术经济效益，被广泛地应用于土木工程中，同时加筋土技术本身也逐渐地完善成熟。
加筋土挡土墙的基本构造如图2-5-2所示。
加筋土工程有以下特点：1．可以做成很高的垂直填土，从而减少占地面积，这对不利于开挖的地区、城市道路以及土地珍贵地区而言，有着很大的经济效益。
2．面板、筋带可以在工厂中定形制造、加工，在现场可以用机械分层施工。
这种装配式施工方法简便快速，并且节省劳动力和缩短工期。
3．加筋土是柔性结构物，能够适应地基较大的变形，因而可用于较软的地基上。
同时，由于加筋土结构所特有的柔性能够很好地吸收地震的能量，故其抗震性好。
4．造价低廉，据国内部分工程资料统计，加筋土挡土墙的造价一般为钢筋混凝土挡墙的50％，重力式挡土墙的60％~80％。
加筋土的基本原理是借助于拉筋与填土间的摩擦力来提高填土的抗剪强度，从而保证土体平衡。
加筋土体工作时，土和拉筋一起承受外部和内部的荷载，由于土与拉筋之间的摩擦作用，将士中的应力传递给拉筋，而拉筋所产生的拉应力抵抗了土体的水平位移，就好像在土体中增加了一个内聚力，从而改进了土体的力学特性。
因此，土与拉筋间的摩擦作用是加筋土体能否稳定的一个重要因素。
土体与拉筋间的摩擦作用是很复杂的，不仅取决于土壤成分、颗粒粒径级配、拉筋种类及其断面形状相尺寸，而且与环境状况、结构类型、荷载方式等有关。
取拉筋小的一个微段dL分析，如图2-5-18所示，设此微段的拉力变化为dT，拉筋宽度为b，作用于拉筋表面土的单位的摩擦作用，拉筋必须有足够的长度；为了承受拉力Ti，拉筋又必须有足够的强度。
二、加筋土的材料与构造(一)加筋土填料填料是加筋土工程的主体材料，对填料的一般要求如下：易压实；能与拉筋产生足够的摩擦力；满足化学和电化学标准；水稳定性好(浸水工程)。
有一定级配的砾类土、砂类土，与拉筋之间的摩擦力大，是透水性能好，应优先选用；碎石土、结土、中低液限粘质土和稳定土也可采用；腐质土、冻结土等影响拉筋和面板使用寿命的应禁止采用。
目录第1章绪论1.1 挡土墙介绍1.2 挡土墙分类与加筋土挡土墙概述1.2.1 重力式挡土墙1.2.2 悬臂式挡土墙1.2.3 扶壁式挡土墙1.2.4 锚定板及锚杆式挡土墙1.2.5 土钉墙1.2.6 加筋土挡土墙1.3 加筋土挡土墙设计内容第2章设计基本资料2.1 设计计算内容2.2 基本参考资料2.3 工程设计资料第3章设计计算内容3.1 填料3.2 拉筋3.3 墙面板3.4 沉降缝3.5 结构尺寸设计3.6 基础设计及整体稳定性分析3.6.1 挡土墙基础设计3.6.2 挡土墙基础计算3.6.3 水平土压力计算3.6.4 垂直土压力计算3.6.5 内部稳定性验算3.6.6 外部稳定性验算3.6.7 轴向力偏心距3.7 设计计算内容3.7.1 筋带受力计算3.7.2 内部稳定计算3.7.2 外部稳定计算第4章加筋土挡土墙施工4.1 加筋土挡土墙施工特征4.2 施工准备及原材料选择4.3 加筋土挡土墙基础施工4.4 砂砾石垫层施工4.5 加筋土工格栅的铺设4.6 锚杆施工4.7 泄水孔施工4.8 填料填筑4.9 加筋土挡土墙面板施工4.10 帽石、栏杆施工4.11 施工关键环节第5章设计总结参考文献结束语致谢附录A 外文翻译A.1 相关外文资料A.2 对应中文翻译附录B 有关图纸B.1 墙面板图B.2 挡土墙横断面图第1章绪论1.1 挡土墙介绍挡土墙是公路工程中广泛采用的一种构造物，是一种支承路堤土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳，承受侧向土压力的建筑物。
随着我国高等级公路建设的飞速发展，特别是高等级公路建设向中西部地区的推进，路基挡土墙越来越显得重要，应用越来越多，而且其结构形式日新月异，设计理论也在不断发展。
挡土墙的类型很多，根据墙体的自身刚度可将其分为柔性挡土墙和刚性挡土墙；根据挡土墙的结构形式可将其分为重力式挡土墙和轻型挡土墙；根据挡土墙在路基横断面上的位置可分为路堑挡土墙、路肩挡土墙、路堤挡土墙、山坡挡土墙、抗滑挡土墙、站台挡土墙等；根据建筑材料可分为石、混凝土及钢筋混泥土挡土墙等；根据所处的环境条件可氛围一般地区挡土墙、浸水地区挡土墙与地震地区挡土墙等等。
《加筋土挡墙设计方案报告》学校：青岛理工大学学院：土木工程学院参赛队伍名称：梦聚队队长：队员：队长联系方式:队长邮箱:一、模型说明及要求加筋土挡墙设计，其具体做法为：用沙箱尺寸为75cm ×50cm ×50cm ，填料为标准沙，加筋的筋带为牛皮纸，挡土墙的面板为标准等级纸，构筑一段加筋土挡墙。
根据题目要求，这里直接将加筋挡土墙看做长为50 cm ，高为50cm 的单边墙，以此为设计中考虑的模型。
按比赛要求，此种状态看作是极限状态，在设计中取安全系数为1.0，不考虑工程重要性等级。
假设超载为10千克，且均匀分布于土面,将均布荷载换算成当量土重。
假设牛皮纸在受拉过程不会断裂。
二 、材料参数的取值1、填土（标准砂）的物理力学参数根据相关试验资料可知：砂土重度γ=17KN/m 3，内摩擦角φ=35°，黏聚力c=0。
2、筋带的抗拉参数（1）筋带每单位宽度的抗拉强度 f 拉=3.5N/mm(2）筋带（牛皮纸带）与土体（标准砂）的摩擦系数 μ=0.47说明：所有的材料参数是根据实验数据资料和相关文献所取的平均值。
3、其他参数筋带宽度b=3mm ，H=50cm 。
三 、土压力沿墙高的分布及破裂面形状按图书馆文献《基础工程分析与设计》（【美】约瑟夫·E ·波勒斯）的理论介绍，采用图Ⅰ、图Ⅱ模型。
图Ⅰ挡墙面板上土压力分布图 图Ⅱ加筋土挡墙破裂面模型 四 、挡土板（标准等级纸板）上筋带的布置实际工程中挡土板是混凝土板，有其强度参数和尺寸，竞赛中挡土板（标准型纸板）其强度难以确定，且理论计算所得土压力值偏大，所需筋带有效长度远大于试验所得值。
所以我们按图Ⅰ、图Ⅱ所示规律，并考虑挡板变形及顶层加载等因素采用布筋9层，各层筋带数为6条或5条间隔布置（共49条筋带)，布筋形式如右图Ⅲ所示（图中红点代表拉筋）。
将筋带的宽度定为3.0mm 。
图Ⅲ挡土板上筋带的布置图五、筋带的布置、参数及拉力值计算1、按图Ⅰ、图Ⅱ所示规律和图Ⅲ所示计算及布置筋带。
