路堤邊坡?lián)跬翂Ψ€(wěn)定性分析

1、第三章?lián)跬翂υO(shè)計(jì)與驗(yàn)算3.1設(shè)計(jì)資料3.1.1墻身構(gòu)造本設(shè)計(jì)任務(wù)段中K35+120的橫斷面右側(cè)坡度較陡，為了減少填方量，收縮 邊坡，增強(qiáng)路基的穩(wěn)定性，擬在本段設(shè)置一段仰斜式路堤擋土墻，其尺寸見擋土 墻設(shè)計(jì)圖。擬采用漿砌片石仰斜式路堤擋土墻，墻高H=11.78m，墻頂填土高度為a=3.0， 頂寬1.70m，底寬3.92m，墻背仰斜,坡度為-0.11:1，(a=-6)，基底傾斜，坡度為 1:5，(a =11.18)，墻身分段長(zhǎng)度為20m。3.1.2車輛荷載根據(jù)路基設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG 2004)，車輛荷載為計(jì)算的方便，可簡(jiǎn)化換算為 路基填土的均布土層，并采用全斷面布載。換算土層厚 h0 = q = 1

2、3.75/18 = 0.764其中：根據(jù)規(guī)范和查表q = (10-7) x 20-10 +10 = 13.75KN/m10 - 2y為墻后填土容重丫=18 KNm 33.1.3 土壤地質(zhì)情況填土為黏土，土的粘聚力C = 20 Kpa，內(nèi)摩擦角4 =30。，墻背與填土間的 摩擦角 5 =4/2 = 17，容重為 丫 = 18 KNm 3黏性土地基，容許承載力為L(zhǎng)=350Kpa，基底摩擦系數(shù)r取0.38。采用7.5號(hào)砂漿，25號(hào)片石，砌體容重為Y = 23 KN，m3 ；按規(guī)范:砌體容許壓應(yīng)力為 L = 900Kpa，容許剪應(yīng)力為口=180Kpa，容許拉應(yīng)力為t = 90Kpa。 aW3.2墻背土

3、壓力計(jì)算對(duì)于墻趾前土體的被動(dòng)土壓力=：，在擋土墻基礎(chǔ)一般埋深的情況下，考慮到 各種自然力和人畜活動(dòng)的作用，以偏于安全，一般均不計(jì)被動(dòng)土壓力，只計(jì)算主 動(dòng)土壓力。本設(shè)計(jì)任務(wù)段的路堤擋土墻，采用二級(jí)臺(tái)階,分析方法采用“力多邊形法”， 按黏性土的公式來計(jì)算土壓力；邊坡坡度為1： L5其計(jì)算如下：圖4.1擋土墻設(shè)計(jì)圖破裂面計(jì)算假設(shè)破裂面交于荷載中部，貝貝I、(日H)A& = (a-H-2Xh0)X=(3.0+11.78+2x0.764) x(3.0+11.78)/2 =120.516B0 = ab/2 + (b + d)h0 - 0.5H(H + 2a + 2h)tga=3.0 x4.5/2+(4.5

4、+0.75)x0.764+0.5x11.78x(11.78+2x3.0+2x0.764)x0.20=33.506tg = -tgW + i (ctg + tgw )x (tgw + B0/ A0)=-1.6198 +、. (1.4826 +1.6198) x 1.8978=0.8065其中.w= a + S+=-6o +17。+ 34。= 45。破裂角：9 = 38 .89 o驗(yàn)算破裂面是否交于荷載內(nèi)破裂面至墻踵(H+a)tgO=(11.78+3.0)Xtg36 35=11.92m荷載內(nèi)緣至墻踵-H tg a +b+d=11.78 X 0.20+4.5+0.75=7.61m荷載外緣至墻踵-H

5、tg a +b+d +lo=11.78X0.20+4.5+0.75+10=17.61m.7.610將數(shù)據(jù)代入方程后計(jì)算，滿足要求。K = W + (Ex - EJg偵/ + EpCE - Ntga 0_ 1888.35 + (348.72 - 0) x tg1118x 0.38 + 0348.72 888.35 x tg1118=2.23 K = 1.3.所以抗滑穩(wěn)定性滿足要求?？箖A覆穩(wěn)定性驗(yàn)算驗(yàn)算采用“極限狀態(tài)分項(xiàng)系數(shù)法”。傾覆穩(wěn)定方程：0.8GZg + Yq1 (EyZx - ExZy) + yQ2EpZp 0=0.8x888.35x3.67 +1.3x(67.78x3.52-384.72

6、x3.21)+0.5x0=1312.920將數(shù)據(jù)代入方程后計(jì)算，滿足要求，所以抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求GZ + E Zoe Z *_ 888.35 x 3.67 + 67.78 x 3.52348.72 x 3.21=3.13 K0 = 1.5 所以抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算為了保證擋土墻基底應(yīng)力不超過地基承載力，應(yīng)進(jìn)行基底應(yīng)力驗(yàn)算；同時(shí)，為了避免擋土墻不均勻沉陷，控制作用于擋土墻基底的合力偏心距?；A(chǔ)地面壓應(yīng)力軸心荷載作用時(shí)：Np = AN = (Gy G +Y Q1E - W )cos 氣 +Y Q1E sin a 0=(888.35X1.2+1.4X67.78) Xcos1

7、1.18。+1.4X348.72Xsin11.18=1234.1kN所以 p = N=1234.1 ：(4.16X 1)=296.66kPao=350kPaA故基礎(chǔ)地面壓應(yīng)力滿足要求。偏心荷載作用時(shí)作用于基底的合力偏心距e = - - Z2 NM MGZ + E Z -E ZNSNg g + E_y=888.35 X 3.67+67.78 X 3.21-3.52 X 348.72/(888.35+67.78)=2.35I e 1=1 B - Zn I=I 4.24/2 - 2.35 I=0.23 - = 0.71 6B：傾斜基底寬度，B=4.16/cos11.18 = 4.24m TOC o

8、1-5 h z N6e貝： P max = 1 (1 +)888.35,1 6 x 0.23、=(1 +)4.244.24=Pmax =277.71 g = 350KPa min 141.320故偏心距與基礎(chǔ)地面壓應(yīng)力均滿足要求。地基承載力抗力值：地基應(yīng)力的設(shè)計(jì)值應(yīng)滿足地基承載力的抗力值要求，即滿足以下各式，因?yàn)槿鐖D一所示擋土墻的基礎(chǔ)寬度大于3m且埋置深度大于0.5m，則：f = f + k y (b - 2.25) + k y (h - 0.5) k 1 12 2=350+0.3 X 18 X(4.5-4.16) +1.6X18X(2.1-0.5) =397.92軸心荷載作用時(shí)，P =222

9、.78397.92當(dāng)偏心荷載作用時(shí)，P =277.71397.916X1.2=477.50故地基承載力抗力值符合要求。墻身截面強(qiáng)度計(jì)算(1)強(qiáng)度計(jì)算，要求：y0NQakAR /yak=ak=1 - 256%B J=0.97為軸向力偏心影響系數(shù)，按每延米長(zhǎng)計(jì)算:y N =y (y N +y N +Zyw N )按每延米長(zhǎng)計(jì)算:0 d 0 G GQiQiQi ci Qi=1.05 X 1.2 X 888.35+1.4 X 67.78=1218.96kNakARk =0.97 X 4.24 X900：2.31=1602.39kN y k所以% ，故強(qiáng)度滿足要求。yk(2)穩(wěn)定計(jì)算：要求：y0Nd vkakARk /yk 其中1V _1 + a P (P -3)1 + 16(e /B)2 k = s s s0=1: 1+0.002 X 6.98 X (6.98-3) X1+16X (0.23/4.24)2=0.95y N VkARk =0.95x 1602.39=1522.27kN，故穩(wěn)定性滿足要求。0 d yk正截面直接受剪驗(yàn)算要