重力式挡土墙验算[执行标准：通用]
计算项目： 重力式挡土墙 1
计算时间： 2010-07-01 17:43:30 星期四
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原始条件:
墙身尺寸:
墙身高: 2.000(m)
墙顶宽: 0.600(m)
面坡倾斜坡度: 1:0.050
背坡倾斜坡度: 1:0.350
不设扩展墙址台阶
墙底倾斜坡率: 0.200:1
物理参数:
圬工砌体容重: 23.000(kN/m3)
圬工之间摩擦系数: 0.400
地基土摩擦系数: 0.500
墙身砌体容许压应力: 2100.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力: 110.000(kPa)
墙身砌体容许拉应力: 150.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力: 280.000(kPa)
挡土墙类型: 抗震区挡土墙
墙后填土内摩擦角: 35.000(度)
墙后填土粘聚力: 0.000(kPa)
墙后填土容重: 18.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角: 17.500(度)
地基土容重: 18.400(kN/m3)
修正后地基土容许承载力: 190.000(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
地震作用墙趾值提高系数: 1.500
地震作用墙踵值提高系数: 1.625
地震作用平均值提高系数: 1.250
墙底摩擦系数: 0.300
地基土类型: 土质地基
地基土内摩擦角: 30.000(度)
地震烈度: 设计烈度7度
水上地震角: 1.50
水下地震角: 2.50
水平地震系数: 0.10
重要性修正系数: 1.00
综合影响系数: 0.25
抗震基底容许偏心距:B/5
地震力调整系数: 1.000
土压力计算方法: 库仑
坡线土柱:
坡面线段数: 2
折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数
1 3.000 2.000 1
第1个: 距离0.000(m),宽度10.000(m),高度0.500(m)
2 5.000 0.000 1
第1个: 距离1.000(m),宽度4.000(m),高度0.500(m)
坡面起始距墙顶距离: 0.000(m)
地面横坡角度: 30.000(度)
墙顶标高: 0.000(m)
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第 1 种情况: 一般情况
[土压力计算] 计算高度为 2.301(m)处的库仑主动土压力
按实际墙背计算得到:
第1破裂角： 29.090(度)
Ea=51.950 Ex=41.604 Ey=31.112(kN) 作用点高度 Zy=0.852(m)
因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：
第2破裂角=14.089(度) 第1破裂角=32.400(度)
Ea=52.678 Ex=34.498 Ey=39.810(kN) 作用点高度 Zy=0.924(m)
墙身截面积 = 2.211(m2) 重量 = 50.847 kN
墙背与第二破裂面之间土楔重 = 7.096(kN) 重心坐标(0.863,-0.340)(相对于墙面坡上角点)
(一) 滑动稳定性验算
基底摩擦系数 = 0.300
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基底倾斜角度 = 11.310 (度)
Wn = 56.818(kN) En = 45.803(kN) Wt = 11.364(kN) Et = 26.020(kN)
滑移力= 14.657(kN) 抗滑力= 30.786(kN)
滑移验算满足: Kc = 2.101 > 1.300
地基土摩擦系数 = 0.500
地基土层水平向: 滑移力= 34.498(kN) 抗滑力= 50.962(kN)
地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.477 > 1.300
(二) 倾覆稳定性验算
相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 0.608 (m)
相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 1.274 (m)
相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 0.623 (m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩= 21.479(kN-m) 抗倾覆力矩= 88.451(kN-m)
倾覆验算满足: K0 = 4.118 > 1.500
(三) 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
取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力 = 102.621(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=66.972(kN-m)
基础底面宽度 B = 1.535 (m) 偏心距 e = 0.115(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.653(m)
基底压应力: 趾部=96.885 踵部=36.807(kPa)
最大应力与最小应力之比 = 96.885 / 36.807 = 2.632
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.115 <= 0.250*1.535 = 0.384(m)
墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=96.885 <= 228.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=36.807 <= 247.000(kPa)
地基平均承载力验算满足: 压应力=66.846 <= 190.000(kPa)
(四) 基础强度验算
基础为天然地基，不作强度验算
(五) 墙底截面强度验算
验算截面以上，墙身截面积 = 2.000(m2) 重量 = 46.000 kN
相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 0.570 (m)
相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 1.182 (m)
相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 0.623 (m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力 = 92.907(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=58.083(kN-m)
相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.625(m)
截面宽度 B = 1.400 (m) 偏心距 e1 = 0.075(m)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.075 <= 0.300*1.400 = 0.420(m)
截面上压应力: 面坡=87.644 背坡=45.080(kPa)
压应力验算满足: 计算值= 87.644 <= 2100.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足: 计算值= -1.904 <= 110.000(kPa)
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第 2 种情况: 地震情况
[土压力计算] 计算高度为 2.301(m)处的库仑主动土压力
按实际墙背计算得到:
第1破裂角： 30.530(度)
Ea=54.842 Ex=43.919 Ey=32.844(kN) 作用点高度 Zy=0.861(m)
因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在：
第2破裂角=14.147(度) 第1破裂角=33.940(度)
Ea=56.184 Ex=36.751 Ey=42.497(kN) 作用点高度 Zy=0.933(m)
墙身截面积 = 2.211(m2) 重量 = 50.847 kN
墙背与第二破裂面之间土楔重 = 7.015(kN) 重心坐标(0.862,-0.341)(相对于墙面坡上角点)
全墙地震力=1.447(kN) 作用点距墙顶高度=1.118(m)
(一) 滑动稳定性验算
基底摩擦系数 = 0.300
采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:
基底倾斜角度 = 11.310 (度)
Wn = 56.739(kN) En = 49.163(kN) Wt = 11.348(kN) Et = 29.121(kN)
滑移力= 17.774(kN) 抗滑力= 31.771(kN)
滑移验算满足: Kc = 1.788 > 1.100
地基土摩擦系数 = 0.500
地基土层水平向: 滑移力= 38.198(kN) 抗滑力= 52.265(kN)
地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.368 > 1.100
(二) 倾覆稳定性验算
相对于墙趾点，墙身重力的力臂 Zw = 0.608 (m)
相对于墙趾点，Ey的力臂 Zx = 1.270 (m)
相对于墙趾点，Ex的力臂 Zy = 0.632 (m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩= 24.502(kN-m) 抗倾覆力矩= 91.646(kN-m)
倾覆验算满足: K0 = 3.740 > 1.200
(三) 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
取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距
作用于基础底的总竖向力 = 105.902(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=67.144(kN-m)
基础底面宽度 B = 1.535 (m) 偏心距 e = 0.134(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 0.634(m)
基底压应力: 趾部=104.996 踵部=32.971(kPa)
最大应力与最小应力之比 = 104.996 / 32.971 = 3.185
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.134 <= 0.200*1.535 = 0.307(m)
墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=104.996 <= 285.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=32.971 <= 308.750(kPa)
地基平均承载力验算满足: 压应力=68.983 <= 237.500(kPa)
(四) 基础强度验算
基础为天然地基，不作强度验算
(五) 墙底截面强度验算
验算截面以上地震力=1.325(kN) 作用点距墙顶高度=1.028(m)
验算截面以上，墙身截面积 = 2.000(m2) 重量 = 46.000 kN
相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 Zw = 0.570 (m)
相对于验算截面外边缘，Ey的力臂 Zx = 1.179 (m)
相对于验算截面外边缘，Ex的力臂 Zy = 0.632 (m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力 = 95.513(kN) 作用于墙趾下点的总弯矩=57.959(kN-m)
相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 0.607(m)
截面宽度 B = 1.400 (m) 偏心距 e1 = 0.093(m)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.093 <= 0.400*1.400 = 0.560(m)
截面上压应力: 面坡=95.467 背坡=40.980(kPa)
压应力验算满足: 计算值= 95.467 <= 3150.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足: 计算值= -0.092 <= 110.000(kPa)
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各组合最不利结果
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(一) 滑移验算
安全系数最不利为：组合2(地震情况)
抗滑力 = 31.771(kN),滑移力 = 17.774(kN)。
滑移验算满足: Kc = 1.788 > 1.100
安全系数最不利为：组合1(一般情况)
抗滑力 = 30.786(kN),滑移力 = 14.657(kN)。
地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 1.477 > 1.300
(二) 倾覆验算
安全系数最不利为：组合2(地震情况)
抗倾覆力矩 = 91.646(kN-M),倾覆力矩 = 24.502(kN-m)。
倾覆验算满足: K0 = 3.740 > 1.200
(三) 地基验算
作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合2(地震情况)
作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.134 <= 0.200*1.535 = 0.307(m)
墙趾处地基承载力验算最不利为：组合2(地震情况)
墙趾处地基承载力验算满足: 压应力=104.996 <= 285.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算最不利为：组合1(一般情况)
墙踵处地基承载力验算满足: 压应力=36.807 <= 247.000(kPa)
地基平均承载力验算最不利为：组合1(地震情况)
地基平均承载力验算满足: 压应力=68.983 <= 190.000(kPa)
(四) 基础验算
不做强度计算。
(五) 墙底截面强度验算
[容许应力法]:
截面上偏心距验算最不利为：组合1(一般情况)
截面上偏心距验算满足: e1= 0.075 <= 0.300*1.400 = 0.420(m)
压应力验算最不利为：组合1(一般情况)
压应力验算满足: 计算值= 87.644 <= 2100.000(kPa)
拉应力验算最不利为：组合1(一般情况)
拉应力验算满足: 计算值= 0.000 <= 150.000(kPa)
剪应力验算最不利为：组合2(地震情况)
剪应力验算满足: 计算值= -0.092 <= 110.000(kPa)
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