緯地系列軟件教程第二部分B-擋土墻驗算

PAGE第二十一章?lián)跬翂︱炈?1.1擋土墻驗算模塊的功能簡介21本驗算模塊主要根據(jù)《公路設(shè)計手冊--路基》中對公路擋土墻的設(shè)計要求進行驗算，對公路設(shè)計中常用的一般重力式擋土墻與衡重式擋土墻進行受力驗算，輸出計算書。21.1.2驗算內(nèi)容1．驗算項目：（1）滑動穩(wěn)定驗算：基底是否傾斜：傾斜：1）墻底與基底填土的滑動驗算，防止產(chǎn)生墻身沿基底的滑動破壞；2）地基土抗剪穩(wěn)定性驗算，防止墻身對地基產(chǎn)生剪切破壞，沿墻踵面滑動；水平：墻底與基底填土的滑動驗算。在驗算中，所取的滑動穩(wěn)定系數(shù)為1.3，用戶也可以根據(jù)荷載組合參照規(guī)范降低要求。（2）傾覆穩(wěn)定性驗算：防止產(chǎn)生墻身繞墻趾的傾覆，取傾覆穩(wěn)定系數(shù)為1.5；（3）地基應力與偏心距驗算：地基應力驗算是為了保證地基不出現(xiàn)過大的沉陷，偏心距驗算防止出現(xiàn)因基底不均勻沉陷而引起的墻身傾斜，最大地基承載應力由用戶輸入而得；（4）墻身截面強度驗算：防止墻身產(chǎn)生開裂破壞。2．仰斜式擋土墻的驗算內(nèi)容：（1）滑動穩(wěn)定驗算；（2）傾覆穩(wěn)定性驗算；（3）地基應力與偏心距驗算；（4）墻身截面強度驗算。3．衡重式擋土墻的驗算內(nèi)容：（1）滑動穩(wěn)定驗算；（2）傾覆穩(wěn)定性驗算；（3）地基應力與偏心距驗算；（4）墻身截面強度驗算；（5）衡重臺截面強度驗算。21.1.3適用范圍由于本驗算模塊對土壓力的計算方法采用庫侖土壓力計算法，當擋土墻的設(shè)計高度過高庫倫土壓力法已經(jīng)不適應，本驗算?？煲簿筒荒軡M足。在計算過程中不考慮土的粘聚性，如果用戶要進行粘性土的擋土墻驗算也可以通過等效內(nèi)摩擦角法對填土參數(shù)進行換算再通過計算。對于特殊環(huán)境下的擋土墻設(shè)計，本模塊提供了浸水地區(qū)的擋土墻驗算和地震地區(qū)的擋土墻驗算。21.1.4驗算依據(jù)本驗算模塊主要依據(jù)《公路設(shè)計手冊--路基》，并參考《路基工程》的等材料。21.2本驗算模塊的使用方法與計算步驟21.2.1選擇擋墻類型擋墻類型：選擇擋土墻的類型，菜單中提供了以下幾種擋土墻類型：1．仰斜式路肩墻；2．仰斜式路堤墻；注：如果用戶需要計算俯斜式的擋土墻可以將墻背斜率輸為正值。3．衡重式路肩墻；4．衡重式路堤墻。21.2.2擋土墻尺寸輸入1．仰斜式路肩墻尺寸參數(shù)輸入，見圖21-1圖21-1（1）墻身參數(shù)輸入：注：單位設(shè)置：輸入的長度單位都是厘米，斜率都是小數(shù)表示（1:n）；1）墻高（H）：指不包括墻趾的墻體高度；2）外頂寬（B1）：墻頂達到一定寬度時，墻頂需要行車，外露部分B1；3）內(nèi)頂寬（B2）：指墻頂成為路面部分的寬度；4）底水平寬：墻底的水平寬度，此值是通過已有參數(shù)進行計算得到，不需要輸入，也可以不點擊計算寬度，程序在內(nèi)部會自動計算；5）墻面斜率（n）：表示墻面的傾斜度，仰斜式擋土墻的墻面斜率為0.25，取值范圍0~1；6）墻背斜率（n1）：表示墻背的傾斜度，負值表示墻背向左偏成為仰斜式擋土墻，正值表示向右偏，取值范圍-1~1；7）墻底傾斜率（n2）：墻底的傾斜度（n/1），取值范圍0~1；（2）墻底參數(shù)輸入：注：為了增加墻體的穩(wěn)定性時常需要加墻趾臺階；圖21-21）墻趾臺階數(shù)：最多只能設(shè)置兩個臺階，也可以不設(shè)；圖21-22）趾斜率：表示墻趾臺階的斜率，取值范圍0~1;3）墻趾1與墻趾2的劃分如下圖21-2所示；4）墻趾1高，墻趾1寬，墻趾2高，墻趾2寬，分被輸入它們的高寬值；5）采用墻踵臺階：是否采用墻中臺階，此臺階尺寸不能過大，就會影響墻體的受力；6）墻踵高和墻踵寬分別輸入它的高寬。（3）使用備注：當?shù)谝淮未蜷_此對話框時，由于物理參數(shù)和環(huán)境參數(shù)沒有設(shè)置，不會出現(xiàn)，當進行過一次計算以后，在此頁會出現(xiàn)計算按鈕，物理參數(shù)和環(huán)境參數(shù)使用的是上一次計算時的值，這樣在同一條件下的不同尺寸的擋土墻的參數(shù)輸入比較方便。2仰斜式路堤墻尺寸參數(shù)輸入，見圖21-3圖21-3（1）墻身參數(shù)輸入：注：單位設(shè)置：輸入的長度單位都是厘米，斜率都是小數(shù)表示（n/1）；1）墻高（H）：指不包括墻趾的墻體高度；2）外頂寬（B1）：仰斜式路堤墻，有時墻頂會有填土，B1表示外露多少；3）內(nèi)頂寬（B2）：表示填土壓在墻頂?shù)膶挾龋?）底水平寬：墻底的水平寬度，此值是通過已有參數(shù)進行計算得到，不需要輸入，也可以不點擊計算寬度，程序在內(nèi)部會自動計算；5）墻面斜率（n）：表示墻面的傾斜度，仰斜式擋土墻的墻面斜率為0.25，取值范圍0~1；6）墻背斜率（n1）：表示墻背的傾斜度，負值表示墻背向左偏成為仰斜式擋土墻，正值表示向右偏，取值范圍-1~1；7）墻底傾斜率（n2）：墻底的傾斜度（n/1），取值范圍0~1；（2）墻底參數(shù)輸入：注：為了增加墻體的穩(wěn)定性時常需要加墻趾臺階；1）墻趾臺階數(shù)：最多只能設(shè)置兩個臺階，也可以不設(shè)；2）趾斜率：表示墻趾臺階的斜率，取值范圍0~1;3）墻趾1與墻趾2的劃分如下圖21-2所示；4）墻趾1高，墻趾1寬，墻趾2高，墻趾2寬，分別輸入它們的高寬值；5）采用墻踵臺階：是否采用墻中臺階，此臺階尺寸不能過大，否則會影響墻體的受力；6）墻踵高和墻踵寬分別輸入它的高寬。（3）使用備注:當?shù)谝淮未蜷_此對話框時，由于物理參數(shù)和環(huán)境參數(shù)沒有設(shè)置，不會出現(xiàn)，當進行過一次計算以后，在此頁會出現(xiàn)計算按鈕，物理參數(shù)和環(huán)境參數(shù)使用的是上一次計算時的值，這樣在同一條件下的不同尺寸的擋土墻的參數(shù)輸入比較方便。3衡重式路肩墻尺寸參數(shù)輸入，見圖21-4圖21-4（1）墻身參數(shù)輸入：注：單位設(shè)置：輸入的長度單位都是厘米，斜率都是小數(shù)表示（n/1）；1）墻高（H）：指不包括墻趾的墻體高度；2）頂寬（B1）：衡重式擋土墻墻頂寬度；3）上墻高（H1）：衡重式擋土墻上墻的高度；4）上臺寬(B11)：衡重臺的寬度；5）底水平寬：墻底的水平寬度，此值是通過已有參數(shù)進行計算得到，不需要輸入，也可以不點擊計算寬度，程序在內(nèi)部會自動計算；6）墻面斜率（n）：表示墻面的傾斜度，仰斜式擋土墻的墻面斜率為0.25，取值范圍0~1；7）上墻斜率：衡重式擋土墻上墻墻背的斜率，取值范圍0~1；8）下墻斜率：表示墻背的傾斜度，取值范圍-1~0；9）墻底傾斜率（n2）：墻底的傾斜度（n/1），取值范圍0~1。（2）墻底參數(shù)輸入：注：為了增加墻體的穩(wěn)定性時常需要加墻趾臺階；1）墻趾臺階數(shù)：最多只能設(shè)置兩個臺階，也可以不設(shè)；2）趾斜率：表示墻趾臺階的斜率，取值范圍0~1;3）墻趾1與墻趾2的劃分如下圖21-2所示；4）墻趾1高，墻趾1寬，墻趾2高，墻趾2寬，分被輸入它們的高寬值；5）采用墻踵臺階：是否采用墻中臺階，此臺階尺寸不能過大，就會影響墻體的受力；6）墻踵高和墻踵寬分別輸入它的高寬。（3）使用備注：當?shù)谝淮未蜷_此對話框時，由于物理參數(shù)和環(huán)境參數(shù)沒有設(shè)置，不會出現(xiàn)，當進行過一次計算以后，在此頁會出現(xiàn)計算按鈕，物理參數(shù)和環(huán)境參數(shù)使用的是上一次計算時的值，這樣在同一條件下的不同尺寸的擋土墻的參數(shù)輸入比較方便。4

衡重式路堤墻尺寸參數(shù)輸入，見圖21-5圖21-5（1）墻身參數(shù)輸入：注：單位設(shè)置：輸入的長度單位都是厘米，斜率都是小數(shù)表示（n/1）；1）墻高（H）：指不包括墻趾的墻體高度；2）頂寬（B1）：衡重式擋土墻墻頂寬度；3）上墻高（H1）：衡重式擋土墻上墻的高度；4）上臺寬(B11)：衡重臺的寬度；5）底水平寬：墻底的水平寬度，此值是通過已有參數(shù)進行計算得到，不需要輸入，也可以不點擊計算寬度，程序在內(nèi)部會自動計算；6）墻面斜率（n）：表示墻面的傾斜度，仰斜式擋土墻的墻面斜率為0.25，取值范圍0~1；7）上墻斜率：衡重式擋土墻上墻墻背的斜率，取值范圍0~1；8）下墻斜率：表示墻背的傾斜度，取值范圍-1~0；9）墻底傾斜率（n2）：墻底的傾斜度（n/1），取值范圍0~1。（2）墻底參數(shù)輸入：注：為了增加墻體的穩(wěn)定性時常需要加墻趾臺階；1）墻趾臺階數(shù)：最多只能設(shè)置兩個臺階，也可以不設(shè)；2）趾斜率：表示墻趾臺階的斜率，取值范圍0~1;4）墻趾1與墻趾2的劃分如下圖21-2所示；5）墻趾1高，墻趾1寬，墻趾2高，墻趾2寬，分被輸入它們的高寬值；6）采用墻踵臺階：是否采用墻中臺階，此臺階尺寸不能過大，就會影響墻體的受力；7）墻踵高和墻踵寬分別輸入它的高寬。（3）使用備注：當?shù)谝淮未蜷_此對話框時，由于物理參數(shù)和環(huán)境參數(shù)沒有設(shè)置，不會出現(xiàn)，當進行過一次計算以后，在此頁會出現(xiàn)計算按鈕，物理參數(shù)和環(huán)境參數(shù)使用的是上一次計算時的值，這樣在同一條件下的不同尺寸的擋土墻的參數(shù)輸入比較方便。21.2.3物理參數(shù)輸入物理參數(shù)輸入見圖21-6圖21-6（1）填土參數(shù)：注：單位設(shè)置：容重單位采用(kN/m3),摩擦系數(shù)系數(shù)用f表示,摩擦角用s表示，度單位是度；1）地基承載力(kPa)：表示地基的所能承受的最大壓應力值；2）填土高a：填土的高度，單位為厘米；3）填土寬b：填土的寬度，單位為厘米；4）填土容重：指墻后填土的容重，單位(kN/m3)；5）填土(s)：填土的內(nèi)摩擦角，單位為度；6）基底間（f）：墻底與地基土的摩擦系數(shù)，取值范圍0~1；7）圬工間（f）：圬工的內(nèi)摩擦系數(shù)，取值范圍0~1；8）圬工容重：墻體圬工的容重，單位(kN/m3)；9）地基土（f）：地基填土的內(nèi)摩擦系數(shù)，取值范圍0~1；10）墻與填土（s）：墻背與強后填土的摩擦角，單位為度；（2）行車參數(shù)：1）荷載算法：分為統(tǒng)計法和平均法，統(tǒng)計法是<<公路設(shè)計手冊--路基>>介紹的通過對汽車輪子位置統(tǒng)計出壓在破裂體上的汽車荷載，平均法是汽車總重壓在整個行車道上，算出平均壓力，根據(jù)破裂體寬度算出汽車荷載對破裂體的荷載。2）荷載級別：分為無荷載，汽車-10級，汽車-15級，汽車-20級，汽車-超20，履帶-50級，掛車-80級，掛車-100級，掛車-120級。3）車道數(shù)：在選擇荷載算法為平均法時，通過此參數(shù)設(shè)置并排通行汽車的數(shù)量；4）布置長度（m）：墻體的長度，單位為米；5）路基寬（m）：路基的寬度，單位為米；6）土路肩寬：土路肩的寬度，單位為米；（3）使用備注：由于大多數(shù)情況下可以不考慮環(huán)境因素的影響，在此頁也可以直接，環(huán)境參數(shù)默認為不考慮，但如果輸入過環(huán)境參數(shù)，計算時就會使用上一次輸入的環(huán)境參數(shù)。21.2.4特殊環(huán)境參數(shù)輸入特殊環(huán)境參數(shù)輸入見圖21-7圖21-7（1）浸水參數(shù)：1）受浸水因素影響：選擇是否受浸水的影響；2）土壓力不變：是否忽略浸水的對土壓力的改變；3）墻頂標高h：墻頂?shù)臉烁?，可以是虛假值，單位米?）內(nèi)側(cè)nh（m）：墻內(nèi)側(cè)水位標高，單位米；5）墻外側(cè)wh（m）：墻外側(cè)水位標高，單位米；6）浮力系數(shù)：考慮進入基底的程度的浮力系數(shù)，即表示有多少面積受到水的浮力。（2）地震參數(shù)：1）受地震因素：是否受到地震的影響。2）采用浸水時的地震角：當擋土墻同時受到兩種環(huán)境因素的影響時，是否采用浸水條件下的地震角。3）地震烈度：對7級地震，8級地震，9級地震影響下進行驗算。4）重要系數(shù)Ci：地震重要性影響系數(shù)；21.2.5擋土墻計算書的輸出見圖21-8所示。圖21-8保存：點擊保存對此文件進行保存，此文件是網(wǎng)頁（*.htm）格式的，也可以通過word打開；打?。狐c擊打印可以直接進行打印，也以保存后通過word再打印。21.2.61．仰斜式路肩墻一般重力擋土墻擋土墻類型:重力擋土墻;墻身斷面尺寸:墻身高:4.00(m)//輸入窗口墻高（H）頂寬:85.00(cm)//輸入窗口外頂寬（B1）+內(nèi)頂寬（B2）面坡傾斜坡率:0.25//輸入窗口墻面斜率（n）背坡傾斜坡率:-0.25//輸入窗口墻背斜率（n1）墻趾1高:50.00(cm)//輸入窗口墻趾1高墻趾1寬:30.00(cm)//輸入窗口墻趾1寬墻趾傾斜坡率:0.25(cm)//輸入窗口趾斜率墻底傾斜坡率:0.20//輸入窗口墻底傾斜率（n2）墻底水平寬度:109.52(cm)//顯示窗口底水平寬墻底斜寬度:111.69(cm)物理參數(shù):地基承載力:250.00(kPa)//輸入窗口地基承載力(kPa)填土高度:0.00(cm)//輸入窗口填土高a填土寬度:0.00(cm)//輸入窗口填土寬b墻后填土容重:18.00(kN/m3)//輸入窗口填土容重墻后填土內(nèi)摩擦角:35.00(度)//輸入窗口填土(s)墻背與墻后填土摩擦角:17.50(度)//輸入窗口墻與填土（s）圬工砌體容重:23.00(kN/m3)//輸入窗口圬工容重基底摩擦系數(shù):0.50//輸入窗口基底間(f)地基填土容重:18.00(kN/m3)//輸入窗口填土容重地基填土摩擦系數(shù):0.60//輸入窗口地基土（f）其他參數(shù):墻體布置長度:10.00(m)//輸入窗口布置長度（m）路基寬:8.50(m)//輸入窗口路基寬（m）路肩寬:0.75(m)//輸入窗口土路肩寬荷載算法:統(tǒng)計法//輸入窗口荷載算法汽車荷載級別:汽車-20級//輸入窗口荷載級別計算土壓力:受力情況:見圖21-9圖21-9計算高度4.72(m)1.無荷載時破裂角:36.10(度)2.荷載在破裂體上的布置寬度B0:2.26(m)3.換算成土柱高度:0.37(m)4.破裂角:36.68(度)5.土壓力:35.67(kN)6.作用點高度(相對于墻趾):1.36(m)水平距離(相對于墻趾):1.49(m)7.墻頂荷載:0.00(kN)滑動穩(wěn)定性驗算:1.基底摩擦系數(shù):0.502.基底傾斜度:0.203.墻自重W:94.32(kN)4.土壓力:35.67(kN)5.滑移力:15.99(kN)抗滑力:50.79(kN)6.抗滑穩(wěn)定系數(shù)Kc1:3.18抗滑穩(wěn)定驗算滿足:Kc1=3.18>1.300地基土抗剪穩(wěn)定性驗算:1.地基土摩擦系數(shù):0.602.地基填土容重:18.00(kN/m3)3.地基土層水平向:滑移力:35.61(kN)抗滑力:59.18(kN)4.地基土抗剪穩(wěn)定系數(shù):1.66地基土抗剪穩(wěn)定驗算滿足:Kc2=1.66>1.300傾覆穩(wěn)定性驗算:相對于墻趾點，墻身重力的力臂Zw:1.23(m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩:48.31(kN*m)抗傾覆力矩:119.38(kN*m)傾覆穩(wěn)定系數(shù):2.47抗傾覆穩(wěn)定驗算滿足:Kc1=2.47>1.500基底應力及偏心距驗算:基礎(chǔ)為天然基礎(chǔ)，驗算墻底偏心距及壓應力:1.作用于基礎(chǔ)底的總豎向力:101.59(kN)2.總彎距:71.07(kN*m)3.基礎(chǔ)底面寬度:111.69(m)4.偏心距e:-14.12(cm)5.基礎(chǔ)底面合力作用點距離基礎(chǔ)趾點的距離Zn:0.70(m)6.基底壓應力:趾部:21.99(kPa)踵部:159.92(kPa)地基承載力驗算滿足最大壓應力:159.92<250.00(kPa)截面強度驗算:土壓力計算:(計算公式詳見21.3.2介紹)受力情況:計算高度為:4.00(m)1.無荷載時的破裂角:36.10(度)2.荷載在破裂體上的布置寬度B0:1.92(m)3.換算成土柱高度:0.55(m)4.破裂角:37.18(度)5.土壓力:27.14(kN)6.作用點高度(相對于截面):1.32(m)作用點(相對于截面外側(cè))水平位置:1.18(m)7.墻頂荷載:0.00(kN)強度驗算:驗算截面以上墻體重量:78.20(kN)相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw:0.93(m)法向應力檢算::作用于驗算截面的總豎向力79.84(kN)總彎距:38.43(kN*m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn:0.48(m)截面寬度B:85.00(cm)偏心距e:-5.63(cm)截面上壓應力:面坡:56.58(kPa)背坡:131.28(kPa)2．仰斜式路堤墻一般重力擋土墻擋土墻類型:重力擋土墻;墻身斷面尺寸:墻身高:6.00(m)頂寬:135.00(cm)面坡傾斜坡率:0.25背坡傾斜坡率:-0.25墻趾1高:60.00(cm)墻趾1寬:35.00(cm)墻趾傾斜坡率:0.25(cm)墻底傾斜坡率:0.20墻底水平寬度:161.90(cm)墻底斜寬度:165.11(cm)物理參數(shù):地基承載力:250.00(kPa)填土高度:200.00(cm)填土寬度:300.00(cm)墻后填土容重:18.00(kN/m3)墻后填土內(nèi)摩擦角:35.00(度)墻背與墻后填土摩擦角:17.50(度)圬工砌體容重:23.00(kN/m3)基底摩擦系數(shù):0.50地基填土容重:18.00(kN/m3)地基填土摩擦系數(shù):0.60其他參數(shù):墻體布置長度:10.00(m)路基寬:8.50(m)路肩寬:0.75(m)汽車荷載級別:汽車-20級計算土壓力:受力情況:見圖21-10圖21-10計算高度6.92(m)1.無荷載時破裂角:37.75(度)2.荷載在破裂體上的布置寬度B0:2.18(m)3.換算成土柱高度:0.38(m)4.破裂角:38.35(度)5.土壓力:104.10(kN)6.作用點高度(相對于墻趾):2.13(m)水平距離(相對于墻趾):2.23(m)7.墻頂荷載:0.00(kN)滑動穩(wěn)定性驗算:1.基底摩擦系數(shù):0.502.基底傾斜度:0.203.墻自重W:216.09(kN)4.土壓力:104.10(kN)5.滑移力:58.28(kN)抗滑力:119.22(kN)6.抗滑穩(wěn)定系數(shù)Kc1:2.05抗滑穩(wěn)定驗算滿足:Kc1=2.05>1.300地基土抗剪穩(wěn)定性驗算:1.地基土摩擦系數(shù):0.602.地基填土容重:18.00(kN/m3)3.地基土層水平向:滑移力:103.91(kN)抗滑力:136.26(kN)4.地基土抗剪穩(wěn)定系數(shù):1.31地基土抗剪穩(wěn)定驗算滿足:Kc2=1.31>1.300傾覆穩(wěn)定性驗算:相對于墻趾點，墻身重力的力臂Zw:1.79(m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩:221.12(kN*m)抗傾覆力矩:401.37(kN*m)傾覆穩(wěn)定系數(shù):1.82抗傾覆穩(wěn)定驗算滿足:Kc1=1.82>1.500基底應力及偏心距驗算:基礎(chǔ)為天然基礎(chǔ)，驗算墻底偏心距及壓應力:1.作用于基礎(chǔ)底的總豎向力:238.44(kN)2.總彎距:180.25(kN*m)3.基礎(chǔ)底面寬度:165.11(m)4.偏心距e:6.96(cm)5.基礎(chǔ)底面合力作用點距離基礎(chǔ)趾點的距離Zn:0.76(m)6.基底壓應力:趾部:180.93(kPa)踵部:107.89(kPa)地基承載力驗算滿足最大壓應力:180.93<250.00(kPa)截面強度驗算:土壓力計算:(計算公式詳見21.3.2介紹)受力情況:計算高度為:6.00(m)1.無荷載時的破裂角:38.14(度)2.荷載在破裂體上的布置寬度B0:1.78(m)3.換算成土柱高度:0.47(m)4.破裂角:38.98(度)5.土壓力:81.26(kN)6.作用點高度(相對于截面):2.11(m)作用點(相對于截面外側(cè))水平位置:1.88(m)7.墻頂荷載:0.00(kN)強度驗算:驗算截面以上墻體重量:186.30(kN)相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw:1.43(m)法向應力檢算::作用于驗算截面的總豎向力191.21(kN)總彎距:103.32(kN*m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn:0.54(m)截面寬度B:135.00(cm)偏心距e:13.47(cm)截面上壓應力:面坡:226.40(kPa)背坡:56.87(kPa)3．頂有填土的仰斜式路堤墻一般重力擋土墻擋土墻類型(按衡重式計算):頂有填土的重力擋土墻;墻身斷面尺寸:墻身高:6.00(m)頂寬:155.00(cm)墻頂填土寬:105.00(cm)面坡傾斜坡率:0.25墻背傾斜率:-0.25墻趾1高:60.00(cm)墻趾1寬:35.00(cm)墻趾傾斜坡率:0.25(cm)墻底傾斜坡率:0.20墻底水平寬度:180.95(cm)墻底斜寬度:184.54(cm)物理參數(shù):地基承載力:250.00(kPa)填土高度:200.00(cm)填土寬度:300.00(cm)墻后填土容重:18.00(kN/m3)墻后填土內(nèi)摩擦角:35.00(度)墻背與墻后填土摩擦角:17.50(度)圬工砌體容重:23.00(kN/m3)基底摩擦系數(shù):0.50地基填土容重:18.00(kN/m3)地基填土摩擦系數(shù):0.60其他參數(shù):墻體布置長度:10.00(m)路基寬:8.50(m)路肩寬:0.75(m)汽車荷載級別:汽車-20級填土壓在墻頂?shù)膶挾?105.00(cm)計算墻頂土壓力:受力情況:見圖21-11圖21-11計算高度:0.00(m)1.是否產(chǎn)生第二破裂角:是2.無荷載時破裂角:45.25(度)3.荷載在破裂體上的布置寬度B0:0.07(m)4.換算成土柱高度:0.00(m)5.第一破裂角:45.25(度)6.第二破裂角:7.28(度)7.土壓力:2.82(kN)8.作用點高度(相對于衡重臺截面):0.22(m)作用點水平距離(相對于墻頂外側(cè)點):1.52(m)計算墻體土壓力:受力情況:見圖21-12圖21-12計算高度6.96(m)1.無荷載時破裂角:36.102.荷載在破裂體上的布置寬度B0:3.40(m)3.換算成土柱高度:0.49(m)4.破裂角:36.32(度)5.墻頂土體破裂角:7.28(度)6.土壓力:118.48(kN)7.作用點高度(相對于墻趾):2.38(m)水平距離(相對于墻趾):2.50(m)8.墻頂?shù)耐馏w重:6.10(kN)滑動穩(wěn)定性驗算:1.基底摩擦系數(shù):0.502.基底傾斜度:0.203.墻自重W:248.03(kN)4.墻頂土壓力:2.82(kN)墻體土壓力:118.48(kN)墻頂?shù)耐馏w重:6.10(kN)5.滑移力:66.39(kN)抗滑力:140.83(kN)6.抗滑穩(wěn)定系數(shù)Kc1:2.12抗滑穩(wěn)定驗算滿足:Kc1=2.12>1.300地基土抗剪穩(wěn)定性驗算:1.地基土摩擦系數(shù):0.602.地基填土容重:18.00(kN/m3)3.地基土層水平向:滑移力:120.34(kN)抗滑力:161.44(kN)4.地基土抗剪穩(wěn)定系數(shù):1.34地基土抗剪穩(wěn)定驗算滿足:Kc2=1.34>1.300傾覆穩(wěn)定性驗算:相對于墻趾點，墻身重力的力臂Zw:1.89(m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩:296.19(kN*m)抗傾覆力矩:513.68(kN*m)傾覆穩(wěn)定系數(shù):1.73抗傾覆穩(wěn)定驗算滿足:Kc1=1.73>1.500地基應力及偏心距驗算:基礎(chǔ)為天然基礎(chǔ)，驗算墻底偏心距及壓應力:1.作用于基礎(chǔ)底的總豎向力:281.67(kN)2.總彎距:217.49(kN*m)3.基礎(chǔ)底面寬度:184.54(m)4.偏心距e:15.05(cm)5.基礎(chǔ)底面合力作用點距離基礎(chǔ)趾點的距離Zn:0.77(m)6.基底壓應力:趾部:227.33(kPa)踵部:77.94(kPa)地基承載力驗算滿足最大壓應力:227.33<250.00(kPa)截面強度驗算:土壓力計算:(計算公式詳見21.3.2介紹)計算高度為:6.00(m)1.無荷載時的破裂角:36.10(度)2.荷載在破裂體上的布置寬度B0:2.94(m)3.換算成土柱高度:0.36(m)4.破裂角:36.31(度)5.土壓力:91.79(kN)6.作用點高度(相對于截面):2.39(m)作用點(相對于截面外側(cè))水平位置:2.15(m)7.墻頂荷載:6.10(kN)強度驗算:驗算截面以上墻體重量:213.90(kN)相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw:1.52(m)法向應力檢算::作用于驗算截面的總豎向力227.44(kN)總彎距:127.77(kN*m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn:0.56(m)截面寬度B:155.00(cm)偏心距e:21.32(cm)截面上壓應力:面坡:267.84(kPa)背坡:25.63(kPa)4．衡重式路肩墻衡重式擋土墻擋土墻類型:衡重式路肩墻;墻身斷面尺寸:墻身高:4.00(m)頂寬:50.00(cm)面坡傾斜坡率:0.05上墻高180.00(cm)上墻墻背傾斜率0.25衡重臺寬10.00(cm)下墻高(不包括趾高):220.00(cm)下墻墻背傾斜率:-0.25墻趾1高:50.00(cm)墻趾1寬:30.00(cm)墻趾傾斜坡率:0.05(cm)墻底傾斜坡率:0.10墻底水平寬度:87.80(cm)墻底斜寬度:88.24(cm)物理參數(shù):地基承載力:250.00(kPa)填土高度:0.00(cm)填土寬度:0.00(cm)墻后填土容重:18.00(kN/m3)墻后填土內(nèi)摩擦角:35.00(度)墻背與墻后填土摩擦角:17.50(度)圬工砌體容重:23.00(kN/m3)基底摩擦系數(shù):0.50地基填土容重:18.00(kN/m3)地基填土摩擦系數(shù):0.60其他參數(shù):墻體布置長度:10.00(m)路基寬:8.50(m)路肩寬:0.75(m)荷載算法:統(tǒng)計法汽車荷載級別:汽車-20級計算上墻土壓力:受力情況:見圖21-13圖21-13計算高度:1.80(m)1.是否產(chǎn)生第二破裂角:否2.無荷載時破裂角:14.04(度)3.荷載在破裂體上的布置寬度B0:1.00(m)4.換算成土柱高度:0.06(m)5.第一破裂角:14.04(度)6.第二破裂角:16.99(度)7.土壓力:10.99(kN)8.作用點高度(相對于衡重臺截面):0.60(m)作用點高度:0.60(m)作用點水平距離(相對于衡重臺截面外側(cè)):0.96(m)計算下墻土壓力:受力情況:見圖21-14圖21-14計算高度2.79(m)1.無荷載時破裂角:36.10(度)2.荷載在破裂體上的布置寬度B0:2.34(m)3.換算成土柱高度:0.36(m)4.破裂角:36.10(度)5.土壓力:28.69(kN)6.作用點高度(相對于墻趾):1.12(m)水平距離(相對于墻趾):1.18(m)7.衡重臺上的土體重:1.62(kN)8.汽車荷載對衡重臺產(chǎn)生的壓力:0.00(kN)上墻截面強度驗算:衡重臺截面以上墻體重量W:31.88(kN)作用于上墻墻背的土壓力,水平分量Ex'(kN):6.77(kN)豎直分量Ey':0.44(kN)上墻重力的力臂Zw:31.88(kN)作用于上墻墻背的土壓力,水平分量Ex'(kN):6.77(kN)作用于上墻墻背的土壓力高度:0.60(m)合力作用力臂Zn:0.34(m)截面寬度B:104.00(cm)偏心距e1:17.78(cm)截面上壓應力:面坡:65.38(kPa)背坡:-0.82(kPa)直剪向應力:-6.41(kPa)斜截面剪應力:18.08(kPa)滑動穩(wěn)定性驗算:1.基底摩擦系數(shù):0.502.基底傾斜度:0.103.墻自重W:90.26(kN)4.上墻土壓力:10.99(kN)下墻土壓力:28.69(kN)衡重臺上土重:1.62(kN)5.汽車荷載對衡重臺產(chǎn)生的壓力:0.00(kN)6.滑移力:25.05(kN)抗滑力:52.64(kN)7.抗滑穩(wěn)定系數(shù)Kc1:2.10抗滑穩(wěn)定驗算滿足:Kc1=2.10>1.300地基土抗剪穩(wěn)定性驗算:1.地基土摩擦系數(shù):0.602.地基填土容重:18.00(kN/m3)3.地基土層水平向:滑移力:35.41(kN)抗滑力:61.78(kN)4.地基土抗剪穩(wěn)定系數(shù):1.74地基土抗剪穩(wěn)定驗算滿足:Kc2=1.74>1.300傾覆穩(wěn)定性驗算:相對于墻趾點，墻身重力的力臂Zw:0.81(m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩:54.51(kN*m)抗傾覆力矩:89.79(kN*m)傾覆穩(wěn)定系數(shù):1.65抗傾覆穩(wěn)定驗算滿足:Kc1=1.65>1.500地基應力及偏心距驗算:基礎(chǔ)為天然基礎(chǔ)，驗算墻底偏心距及壓應力:1.作用于基礎(chǔ)底的總豎向力:105.29(kN)2.總彎距:35.28(kN*m)3.基礎(chǔ)底面寬度:88.24(m)4.偏心距e:10.61(cm)5.基礎(chǔ)底面合力作用點距離基礎(chǔ)趾點的距離Zn:0.34(m)6.基底壓應力:趾部:205.40(kPa)踵部:33.23(kPa)地基承載力驗算滿足最大壓應力:205.40<250.00(kPa)下墻截面強度驗算:土壓力計算:受力情況:(計算公式詳見21.3.2介紹)計算高度為:2.20(m)1.無荷載時的破裂角:36.10(度)2.荷載在破裂體上的布置寬度B0:2.05(m)3.換算成土柱高度:0.41(m)4.破裂角:36.10(度)5.土壓力:21.08(kN)6.作用點高度(相對于截面):0.98(m)作用點(相對于截面外側(cè))水平位置:0.94(m)7.衡重臺上的土體重:1.62(kN)8.汽車荷載對衡重臺產(chǎn)生的壓力:0.00(kN)強度驗算:驗算截面以上墻體重量:78.43(kN)相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw:0.54(m)法向應力檢算:作用于驗算截面的總豎向力:89.98(kN)總彎距:14.72(kN*m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn:0.16(m)截面寬度B:70.00(cm)偏心距e:18.64(cm)截面上壓應力:面坡:333.88(kPa)背坡:-76.79(kPa)5．衡重式路堤墻衡重式擋土墻擋土墻類型:衡重式路肩墻;墻身斷面尺寸:墻身高:8.00(m)頂寬:50.00(cm)面坡傾斜坡率:0.05上墻高360.00(cm)上墻墻背傾斜率0.25衡重臺寬130.00(cm)下墻高(不包括趾高):440.00(cm)下墻墻背傾斜率:-0.25墻趾1高:80.00(cm)墻趾1寬:40.00(cm)墻趾傾斜坡率:0.05(cm)墻底傾斜坡率:0.10墻底水平寬度:218.54(cm)墻底斜寬度:219.63(cm)物理參數(shù):地基承載力:500.00(kPa)填土高度:0.00(cm)填土寬度:0.00(cm)墻后填土容重:18.00(kN/m3)墻后填土內(nèi)摩擦角:35.00(度)墻背與墻后填土摩擦角:17.50(度)圬工砌體容重:23.00(kN/m3)基底摩擦系數(shù):0.50地基填土容重:18.00(kN/m3)地基填土摩擦系數(shù):0.60其他參數(shù):墻體布置長度:10.00(m)路基寬:8.50(m)路肩寬:0.75(m)荷載算法:平均法車道數(shù):2汽車荷載級別:汽車-20級計算上墻土壓力:受力情況:見圖21-15圖21-15計算高度:3.60(m)1.是否產(chǎn)生第二破裂角:是2.無荷載時破裂角:27.50(度)3.荷載在破裂體上的布置寬度B0:4.07(m)4.換算成土柱高度:0.62(m)5.第一破裂角:27.79(度)6.第二破裂角:20.97(度)7.土壓力:71.99(kN)8.作用點高度(相對于衡重臺截面):1.28(m)作用點水平距離(相對于衡重臺截面外側(cè)):2.39(m)計算下墻土壓力:受力情況:見圖21-16圖21-16計算高度5.42(m)1.無荷載時破裂角:36.10(度)2.荷載在破裂體上的布置寬度B0:6.69(m)3.換算成土柱高度:0.48(m)4.破裂角:36.10(度)5.土壓力:106.57(kN)6.作用點高度(相對于墻趾):2.13(m)水平距離(相對于墻趾):2.77(m)7.衡重臺上的土體重:68.70(kN)8.汽車荷載對衡重臺產(chǎn)生的壓力:7.03(kN)上墻截面強度驗算:衡重臺截面以上墻體重量W:86.11(kN)作用于上墻墻背的土壓力,水平分量Ex'(kN):40.29(kN)豎直分量Ey':0.64(kN)上墻重力的力臂Zw:86.11(kN)作用于上墻墻背的土壓力,水平分量Ex'(kN):40.29(kN)作用于上墻墻背的土壓力高度:1.28(m)合力作用力臂Zn:0.17(m)截面寬度B:158.00(cm)偏心距e1:62.23(cm)截面上壓應力:面坡:204.74(kPa)背坡:-82.98(kPa)直剪向應力:1.15(kPa)斜截面剪應力:38.53(kPa)滑動穩(wěn)定性驗算:1.基底摩擦系數(shù):0.502.基底傾斜度:0.103.墻自重W:381.36(kN)4.上墻土壓力:71.99(kN)下墻土壓力:106.57(kN)衡重臺上土重:68.70(kN)5.汽車荷載對衡重臺產(chǎn)生的壓力:7.03(kN)6.滑移力:93.88(kN)抗滑力:267.59(kN)7.抗滑穩(wěn)定系數(shù)Kc1:2.85抗滑穩(wěn)定驗算滿足:Kc1=2.85>1.300地基土抗剪穩(wěn)定性驗算:1.地基土摩擦系數(shù):0.602.地基填土容重:18.00(kN/m3)3.地基土層水平向:滑移力:146.67(kN)抗滑力:316.49(kN)4.地基土抗剪穩(wěn)定系數(shù):2.16地基土抗剪穩(wěn)定驗算滿足:Kc2=2.16>1.300傾覆穩(wěn)定性驗算:相對于墻趾點，墻身重力的力臂Zw:1.61(m)驗算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性傾覆力矩:487.87(kN*m)抗傾覆力矩:986.47(kN*m)傾覆穩(wěn)定系數(shù):2.02抗傾覆穩(wěn)定驗算滿足:Kc1=2.02>1.500地基應力及偏心距驗算:基礎(chǔ)為天然基礎(chǔ)，驗算墻底偏心距及壓應力:1.作用于基礎(chǔ)底的總豎向力:535.19(kN)2.總彎距:498.60(kN*m)3.基礎(chǔ)底面寬度:219.63(m)4.偏心距e:16.65(cm)5.基礎(chǔ)底面合力作用點距離基礎(chǔ)趾點的距離Zn:0.93(m)6.基底壓應力:趾部:354.52(kPa)踵部:132.84(kPa)地基承載力驗算滿足最大壓應力:354.52<500.00(kPa)下墻截面強度驗算:土壓力計算:受力情況:(計算公式詳見21.3.2介紹)計算高度為:4.40(m)1.無荷載時的破裂角:36.10(度)2.荷載在破裂體上的布置寬度B0:6.21(m)3.換算成土柱高度:0.48(m)4.破裂角:36.10(度)5.土壓力:80.05(kN)6.作用點高度(相對于截面):1.94(m)作用點(相對于截面外側(cè))水平位置:2.49(m)7.衡重臺上的土體重:68.70(kN)8.汽車荷載對衡重臺產(chǎn)生的壓力:7.03(kN)強度驗算:驗算截面以上墻體重量:333.04(kN)相對于驗算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw:1.22(m)法向應力檢算:作用于驗算截面的總豎向力:473.27(kN)總彎距:331.55(kN*m)相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂Zn:0.70(m)截面寬度B:200.00(cm)偏心距e:29.95(cm)截面上壓應力:面坡:449.22(kPa)背坡:24.05(kPa)21.3驗算模塊的計算原理21.3.1概述1．重力式擋土墻的構(gòu)造.一般重力式擋土墻靠墻身自重來支撐土壓力維持平衡.一般多用片(塊)石砌筑,在缺乏石料的地區(qū)有時也用混凝土修建,重力式擋土墻圬工量較大,但其型式簡單,施工方便,適應力強,故多被采用.其中墻背為直線形的是普通重力式擋土墻,一般重力式擋土墻斷面形式最簡單(如圖21-17).圖21-17帶衡重臺的擋土墻,稱為衡重式擋土墻(如圖21-18),其主要穩(wěn)定條件仍憑借于墻身自重,但由于衡重臺上填土的重量是全墻重心后移更加穩(wěn)定,且因其墻面胸坡很陡,下墻墻背仰斜,所以可以減小墻高,減小開挖量,地面積較小,對地基要求較高.圖21-182．庫侖土壓力（1）庫侖土壓力的基本假定1）墻后填料為勻質(zhì)散粒體，僅有內(nèi)摩擦力，而無粘聚力（按無粘性土考慮）。2）當墻身向外移動或繞墻趾外傾時，墻背填料內(nèi)會出現(xiàn)一通過墻踵的破裂面，假設(shè)此破裂面為一平面，豎向夾角θ叫做破裂角（如圖21-19）。圖21-193）破裂面上的土楔，視為剛性土體，根據(jù)靜力平衡條件，土楔在自重W、墻背反力Ea和破裂面反力R的作用下維持靜力平衡。由于土楔與墻背及土體間具有摩阻力，故Ea與墻背法線成δ角、R與破裂面法線成φ角，并均偏向阻止土楔滑動的一側(cè)。4）通過墻踵，假定若干個破裂面，其中使主動土壓力最大的那個破裂面即為最危險的破裂面。根據(jù)這一條件，求得破裂面的位置和主動土壓力值。5）假設(shè)土壓力沿墻高呈分段線性分布，其形狀與坡面線疊加超載后的形狀相似，作用點位置位于此分布力圖形的重心。當墻后土坡為一直線時，土壓力呈線性分布，作用于墻高下三分點處。（2）有關(guān)第二破裂面的基本假定1）俯斜墻背(或假想墻背)的坡度平緩時，墻后填料內(nèi)有可能出現(xiàn)第二破裂面，土楔不沿墻背或假想墻背滑動，而沿著第二破裂面滑動（如圖21-20）。2）必須滿足下列條件，才可出現(xiàn)第二破裂面：墻背的傾角必須大于第二破裂面的傾角。作用于墻背或假想墻背上的土壓力對墻背法線的傾角應該小于等于墻背摩擦角。圖21-2021.3.2土壓力的計算方法.1．車輛荷載對土壓力的影響對于墻背后填土有車輛荷載作用時，使土體中產(chǎn)生附加的豎向應力，從而產(chǎn)生附加的側(cè)向壓力。土壓力計算時，將車輛荷載換算成與墻后填土相同重度的一定寬度和高度的土柱（均步荷載）來計算。換算土柱的計算方法.需要輸入計算荷載，驗算荷載兩種荷載，并且換算土柱高度需采用破裂棱體法計算得出，即事先并不知道換算土柱的高度。換算土柱高度的求法采用公路橋涵設(shè)計規(guī)范中的方法。式中：h0──換算成土柱的高度（m）；r──墻后填料的容重；B0──破壞棱體的寬度（m）；L──擋土墻的計算長度（m），取值一般取10(米)；──布置在B0×L面積內(nèi)的車輪總重,（kN）；相關(guān)參數(shù)如圖21-21、圖21-22圖21-21圖21-22的算法:通過汽車各個輪子壓在破裂體上的位置計算施加于破裂體的壓力,這些力的和極為所求.系統(tǒng)允許用戶直接交互車輛等級，由系統(tǒng)自動完成換算土柱高度和寬度的計算。注:可參考《公路設(shè)計手冊--路基》Page589,第七節(jié)車輛荷載換算及計算參數(shù);2．一般重力式土壓力的計算公式.一般重力式擋土墻的土壓力公式如下(仰斜式與俯斜式):注:共分為六種受力情況,如果墻頂有填土其計算方法按上墻高為零的衡重式擋土墻進行計算.（1）路塹墻或路堤墻墻后填土表面為平面,無荷載.如圖21-23。圖21-23計算公式如下:破裂角,.主動土壓力:,,主動土壓力系數(shù):土壓力作用點:,.變量說明:填土高度(m).b填土寬度(m).為破裂角(度)R墻后填土容重().墻后填土的內(nèi)摩擦角(度)墻背與填土間的摩擦角(度)墻后填土表面的傾斜角(度)墻背傾斜角(度)，俯斜式墻背α為正，仰斜墻背α為負.H擋土墻高度(m)K主動土壓力系數(shù).主動土壓力修正系數(shù).Ex──擋土墻承受的土壓力水平分力（kN）；Ey──擋土墻承受的土壓力水平分力（kN）；以下公式相同變量意義相同.（2）路堤墻墻后填土為折面,破裂面交于荷載內(nèi).如圖21-24。圖21-24計算公式如下:破裂角:,,.主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):,,,,.土壓力作用點:,.（3）路堤墻墻后填土表面為折面,破裂面交于荷載外.如圖21-25.圖21-25計算公式如下:破裂角:,,.主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):,.,,,.土壓力作用點:,.（4）路肩墻墻后填土表面水平,條狀均布荷載,破裂角交于荷載內(nèi).如圖21-26.圖21-26計算公式如下:破裂角:,,.主動土壓力:,,主動土壓力系數(shù):,,.土壓力作用點:,.（5）路肩墻墻后填土表面水平,條狀均布荷載,破裂角交于荷載外.如圖21-27.圖21-27計算公式如下:破裂角:,,主動土壓力:,,主動土壓力系數(shù):,,,,.土壓力作用點:,.3．衡重式擋土墻的土壓力公式:變量說明如圖21-28:圖21-28H1衡重式擋土墻上墻高(m);H2衡重式擋土墻下墻高(m);α1衡重式擋土墻上墻墻背傾角;α1′衡重式擋土墻上墻假想墻背傾角;α2衡重式擋土墻下墻墻背傾角;E1衡重式擋土墻上墻破裂體所產(chǎn)生的土壓力(kN);E2衡重式擋土墻下墻破裂體所產(chǎn)生的土壓力其他同上;注：前述土壓力的計算公式所給的公式條件為產(chǎn)生第二破裂面,如果不產(chǎn)生破裂面,就將上墻按一般重力式擋墻考慮,墻背傾角就換為α1′,墻背與填土間的摩擦角由δ換為;下墻土壓力算法相同;（1）上墻土壓力計算公式:（分為兩種情況:1不產(chǎn)生第二破裂面.2:產(chǎn)生第二破裂面）1）不產(chǎn)生第二破裂面.注：當不產(chǎn)生第二破裂面,將按照一般重力墻的土壓力的計算方法來計算,假象墻背作為墻背,作為墻背傾角,墻背與填土的傾角變?yōu)樘钔恋膬?nèi)摩擦角.①路肩墻計算上墻土壓力,不產(chǎn)生第二破裂面,第一破裂面交于邊坡.如圖21-29。圖21-29公式同一般重力墻計算公式（如圖21-23受力圖的計算公式）。②路堤墻計算上墻土壓力,產(chǎn)生第二破裂面,第一破裂面交于荷載內(nèi).如圖21-30。圖21-30公式同一般重力墻計算公式（如圖21-24受力圖的計算公式）。③路肩墻計算上墻土壓力,產(chǎn)生第二破裂面,第一破裂面交于荷載內(nèi)圖21-31圖21-31公式同一般重力墻計算公式（如圖21-26受力圖的計算公式）。2）產(chǎn)生第二破裂面:①路堤墻計算上墻土壓力,產(chǎn)生第二破裂面,第一破裂面交于邊坡.如圖21-32.圖21-32第一破裂角:,.第二破裂角:.主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):.土壓力作用點:,.②路堤墻計算上墻土壓力,產(chǎn)生第二破裂面,第一破裂面交于路肩.如圖21-33.圖21-33第一破裂角:,,.第二破裂角：.主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):,,,,,.土壓力作用點:③路堤墻計算上墻土壓力,產(chǎn)生第二破裂面,第一破裂面交于荷載內(nèi).如圖21-34.圖21-34第一破裂角:,,.第二破裂角:主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):,,,,,,,.土壓力作用點:<![endif]>.④路肩墻無土路肩計算上墻土壓力,產(chǎn)生第二破裂面,第一破裂面交于荷載內(nèi).如圖21-35.圖21-35第一破裂角:.第二破裂角:.主動土壓力:<![endif]>,,.主動土壓力系數(shù):,.土壓力作用點:.⑤路肩墻有土路肩計算上墻土壓力,產(chǎn)生第二破裂面,第一破裂面交于荷載內(nèi).如圖21-36圖21-36(此公式由圖21-23受力圖的計算公式轉(zhuǎn)換而成,令填土高a=0,填土寬b=0,坡角β=0,求極限而得)第一破裂角:,,.第二破裂角:主動土壓力:,<![endif]>,.主動土壓力系數(shù):,,,.土壓力作用點:<![endif]>.（2）下墻土壓力計算公式:①路堤墻或路肩墻上墻第一破裂面交于路肩,下墻破裂面交于荷載內(nèi).如圖21-37.圖21-37破裂角:,,.主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):,,,,.土壓力作用點:,.②路堤墻或路肩墻上墻第一破裂面交于路肩,下墻破裂面交于荷載外.如圖21-38.圖21-38破裂角:,,.主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):,,,,.土壓力作用點:,.③路堤墻或路肩墻上墻第一破裂面交于荷載內(nèi),下墻破裂面交于荷載內(nèi).如圖21-39.圖21-39破裂角:,,.主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):,.土壓力作用點:,.④路堤墻或路肩墻上墻第一破裂面交于荷載內(nèi),下墻破裂面交于荷載外.如圖21-40.圖21-40破裂角:,,,.主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):,,.土壓力作用點:,.⑤路堤墻或路塹墻上下墻破裂面均交于邊坡.如圖21-41.圖21-41破裂角:,.主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):,,.土壓力作用點:,.⑥路堤墻上墻破裂面交于邊坡,下墻破裂面交于路肩.如圖21-42圖21-42破裂角:,,,,,,.主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):,,.土壓力作用點:,.⑦路堤墻上墻破裂面交于邊坡,下墻破裂面交于荷載內(nèi).如圖21-43圖21-43破裂角:,,,,,,.主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):,,,,.土壓力作用點:,.⑧路堤墻上墻破裂面交于邊坡,下墻破裂面交于荷載外.如圖21-44圖21-44破裂角:,,,,,,.主動土壓力:,,.主動土壓力系數(shù):,,,,.土壓力作用點:,.4．一般重力式路堤擋土墻（墻頂有填土）土壓力公式:注：按上墻高為零的衡重式擋土墻算.墻頂土壓力計算方法:1).墻頂?shù)谝黄屏衙娼挥谶吰?如圖21-45;圖21-45按衡重式擋土墻上墻土壓力計算,用產(chǎn)生第二破裂面(圖21-32)的公式.2)墻頂?shù)谝黄屏衙娼挥诼芳鐑?nèi),如圖21-46.圖21-46按衡重式擋土墻上墻土壓力計算,用產(chǎn)生第二破裂面(圖21-33)的公式.3)墻頂?shù)谝黄屏衙娼挥诤奢d內(nèi),如圖21-47.圖21-47按衡重式擋土墻上墻土壓力計算,用產(chǎn)生第二破裂面(圖21-34)的公式.墻體總受力圖常見的有以下四種:注：墻體土壓力計算方法同衡重式擋土墻下墻計算方法(參考《公路設(shè)計手冊--路基》P605第六節(jié)算例中的兩個仰斜式擋土墻的算法);墻頂?shù)谝黄屏衙娼挥谶吰?墻體第二破裂面交于荷載內(nèi)，如圖21-48.圖21-48墻頂?shù)谝黄屏衙娼挥谶吰?墻體第二破裂面交于荷載外，如圖21-49.圖21-49墻頂?shù)谝黄屏衙娼挥诼坊鶅?nèi),墻體破裂面交于荷載內(nèi)，如圖21-50.圖21-50墻頂?shù)谝黄屏衙娼挥诼坊鶅?nèi),墻體破裂面交于荷載外，如圖21-51.圖21-5121.3.3重力式擋土墻的驗算.1．滑動穩(wěn)定性驗算（1）水平基底的滑動穩(wěn)定系數(shù)Kc計算重力式擋土墻沿基底的滑動穩(wěn)定系數(shù)，對于公路專業(yè)的需要采用天然基礎(chǔ)，抗滑穩(wěn)定計算簡圖如圖21-52。圖21-52計算公式如下（3.1-1）式中：W──擋土墻的自重重力（kN）；f──擋土墻墻底摩擦系數(shù)；Ex──擋土墻承受的土壓力豎向分力（kN）；Ey──擋土墻承受的土壓力水平分力（kN）；注：參考《公路設(shè)計手冊--路基》第三篇第三章第二節(jié)中的（3-3-1）式；（2）傾斜基底時的滑動穩(wěn)定系數(shù)Kc圖21-53傾斜基底抗滑穩(wěn)定計算如圖21-53所示，把基底設(shè)置成傾斜就是保持墻面高度不變，而使墻踵下降一定高度。與水平基底相比，可以減小滑動力，增大抗滑力，從而增強抗滑穩(wěn)定性。這時，不僅要作沿基底的抗滑穩(wěn)定性驗算，同時，還要驗算地基土沿墻踵平面的抗剪穩(wěn)定性驗算。抗滑穩(wěn)定性按式3.1-2計算。1）沿斜基底面滑動（3.1-2）式中：Kc──沿傾斜基底的滑動穩(wěn)定系數(shù),一般情況取Kc=1.30；WN──擋土墻的自重重力在傾斜基底法線方向的分力（kN）；EN──擋土墻承受的土壓力在傾斜基底法線方向的分力（kN）；f──擋土墻墻底摩擦系數(shù)；ET──擋土墻承受的土壓力在傾斜基底切線方向的分力（kN）；WT──擋土墻的自重重力在傾斜基底切線方向的分力（kN）；W──擋土墻的自重重力（kN）；E──擋土墻承受的土壓力（kN）；──擋土墻傾斜基底面與水平面的交角（度），逆時針為正，順時針為負；──鉛垂線與擋土墻背坡面的交角（度），逆時針為正，順時針為負；──擋土墻背坡面與擋土墻背面填土之間的內(nèi)摩擦角（度）；注：參考《公路設(shè)計手冊--路基》第三篇第三章第二節(jié)中的（3-3-2）式。2）地基土抗剪穩(wěn)定性驗算地基土的抗剪穩(wěn)定性驗算按式3.1-3計算：（3.1-3）式中：Kc2──沿基底面水平方向地基土抗剪強度的滑動穩(wěn)定系數(shù)；W──擋土墻的自重重力（kN）；Ey──擋土墻承受的土壓力在豎直方向的分力（kN）；r──傾斜基礎(chǔ)底下三角形土楔體的容重；B4──傾斜基礎(chǔ)底下三角形土楔體的寬度（m）；h4──傾斜基礎(chǔ)底下三角形土楔體的高度（m）；f4──傾斜基礎(chǔ)底下地基土的摩擦系數(shù)；Ex──擋土墻承受的土壓力在水平方向的分力（kN）；注：參考《公路設(shè)計手冊--路基》第三篇第三章第三節(jié)中的（3-3-7）式。2．傾覆穩(wěn)定性驗算天然基礎(chǔ)時,繞墻趾點的抗傾覆穩(wěn)定，其計算簡圖如圖21-54；按式3.2-1計算（3.2-1）圖21-54式中：Ko──擋土墻繞墻趾或基礎(chǔ)趾點的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)；W──擋土墻的自重重力（kN）；Zw──擋土墻的自重重力的重心到傾覆計算點的水平距離（m）；Ey──擋土墻承受的土壓力在豎直方向的分力（kN）；Zx──擋土墻承受的土壓力在豎直方向的分力到傾覆計算點的水平距離（m）；Ex──擋土墻承受的土壓力在水平方向的分力（kN）；Zy──擋土墻承受的土壓力在水平方向的分力到傾覆計算點的豎向距離（m）；Zw──擋土墻承受的土壓力在豎直方向的分力到傾覆計算點的水平距離(m)注：參考《公路設(shè)計手冊--路基》第三篇第三章第四節(jié)中的（3-3-8）式；3．地基應力與偏心距驗算（1）偏心距e偏心距計算簡圖見圖21-55（3.3-1）式中e──擋土墻（基礎(chǔ)）底截面的偏心距（m），基底的合力偏心距應滿足下列要求：土質(zhì)地基，e=B/6；軟弱巖石地基，e=B/5；不易風化的巖石地基，e=B/4；B──擋土墻或基礎(chǔ)底截面的寬度（m）；Mall──作用擋土墻上全部荷載對墻或基礎(chǔ)墻趾的彎矩（kN/m），順時針為正；Wall──作用擋土墻上全部豎向荷載之和（kN），向下為正；Zx──地基反力的合力作用點到擋土墻墻趾的距離（m）；圖21-55Mall與Wall的計算方法（3.3-2）式中：W──擋土墻的自重重力（kN）；Zw──擋土墻的自重重力的重心到墻趾點的水平距離（m）；Ey──擋土墻承受的土壓力在豎直方向的分力（kN）；Zx──擋土墻承受的土壓力在豎直方向的分力到墻趾點的水平距離（m）；Ex──擋土墻承受的土壓力在水平方向的分力（kN）；Zy──擋土墻承受的土壓力在水平方向的分力到墻趾點的豎向距離（m）；其它符號同上。（2）地基應力1）當偏心距e小于限制值時（3.3--3）式中：──分別為擋土墻最大、最小的地基的應力（kPa）；地基的應力滿足：（3.3--3）──為擋土墻允許的地基的應力（kPa）；其它符號同上。2）當偏心距e大于限制值時此時，基底出現(xiàn)拉應力，考慮到一般情況下地基與基礎(chǔ)之間不能承受拉應力，因此不記拉應力,則地基應力重分布計算重新最大壓應力，按下式計算：（3.3--4）（3.3--5）（3.3--6）式中：──地基應力重分布之后，最大的地基壓應力（kPa）；──為擋土墻允許的地基允許的承載力（kPa）；Zx──地基反力的合力作用點到擋土墻地基反力最大點的距離（m）；其它符號同上。傾斜基底偏心距的計算方法同上,見圖21-56.圖21-564．墻身截面強度驗算（1）一般重力式擋土墻截面驗算