计算说明书。
班级：学号：
姓名：指导教师：
衡重式挡土墙设计[公路ⅱ级]
墙身尺寸：
墙身总高： 11.000(m)
上墙高： 4.400(m)
墙顶宽： 2.000(m)
台宽： 2.000(m)
面坡倾斜坡度： 1:0.100
上墙背坡倾斜坡度： 1:0.400
下墙背坡倾斜坡度： 1:-0.250
采用1个扩展墙址台阶：
墙趾台阶b1: 1.200(m)
墙趾台阶h1: 1.800(m)
墙趾台阶与墙面坡坡度相同。
墙底倾斜坡率： 0.200:1
土压力计算]
计算高度为 12.221(m)处的库仑主动土压力。
无荷载时的破裂角 = 43.246(度)
计算上墙土压力。
按假想墙背计算得到：
第1破裂角： 46.438(度)
ea=719.093(kn) ex=155.452(kn) ey=702.090(kn) 作用点高度 zy=1.467(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=9.748(度) 第1破裂角=43.246(度)
ea=287.030(kn) ex=196.675(kn) ey=209.057(kn) 作用点高度 zy=2.066(m)
计算下墙土压力。
无荷载时的破裂角 = 43.652(度)
按力多边形法计算得到：
破裂角： 43.652(度)
ea=531.362(kn) ex=529.750(kn) ey=41.355(kn) 作用点高度 zy=3.196(m)
墙身截面积 = 57.366(m2) 重量 = 1262.055 (kn)
衡重台上填料重(包括超载) =290.612(kn) 重心坐标(4.052,-1.531)(相对于墙面坡上角点)
一) 滑动稳定性验算。
基底摩擦系数 = 0.400
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 = 1522.515(kn) en = 388.013(kn) wt = 304.503(kn) et = 663.209(kn)
滑移力= 358.706(kn) 抗滑力= 764.211(kn)
滑移验算满足： kc = 2.130 > 1.300
滑动稳定方程验算：
滑动稳定方程满足： 方程值 = 506.696(kn) >0.0
地基土层水平向： 滑移力= 726.425(kn) 抗滑力= 935.081(kn)
地基土层水平向： 滑移验算不满足： kc2 = 1.287 <=1.300
由于验算时抗滑动稳定系数只比要求值略大，所以施工时可以适当采取一定措施增加抗滑动稳定性，如挡土墙基础地面设置混凝土凸榫，以增加挡土墙的抗滑稳定性。
二) 倾覆稳定性验算。
相对于墙趾，墙身重力的力臂 zw = 4.070 (m)
相对于墙趾，上墙ey的力臂 zx = 7.705 (m)
相对于墙趾，上墙ex的力臂 zy = 8.666 (m)
相对于墙趾，下墙ey的力臂 zx3 = 6.904 (m)
相对于墙趾，下墙ex的力臂 zy3 = 1.975 (m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性。
倾覆力矩= 2750.340(kn-m) 抗倾覆力矩= 8879.269(kn-m)
倾覆验算满足： k0 = 3.228 > 1.500
倾覆稳定方程验算：
倾覆稳定方程满足： 方程值 = 4732.337(kn-m) >0.0
(三) 地基应力及偏心距验算。
基础类型为天然地基，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 = 1910.529(kn) 作用于墙趾下点的总弯矩=6128.928(kn-m)
基础底面宽度 b = 6.226 (m) 偏心距 e = 0.095(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 zn = 3.208(m)
基底压应力： 趾部=278.740 踵部=335.019(kpa)
最大应力与最小应力之比 = 278.740 / 335.019 = 0.832
作用于基底的合力偏心距验算满足： e=-0.095 <=0.167*6.226 = 1.038(m)
墙趾处地基承载力验算满足： 压应力=278.740 <=570.000(kpa)
墙踵处地基承载力验算满足： 压应力=335.019 <=617.500(kpa)
地基平均承载力验算满足： 压应力=306.880 <=475.000(kpa)
(四) 基础强度验算。
基础为天然地基，不作强度验算。
(五) 上墙截面强度验算。
上墙重力 ws = 300.080 (kn)
上墙墙背处的 ex = 196.675 (kn)
上墙墙背处的 ey = 78.670 (kn)
相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂 zw = 1.809 (m)
相对于上墙墙趾，上墙ex的力臂 zy = 2.066 (m)
相对于上墙墙趾，上墙ey的力臂 zx = 3.374 (m)
容许应力法]:
法向应力检算：
相对于上墙墙趾，合力作用力臂 zn = 1.061(m)
截面宽度 b = 4.200 (m) 偏心距 e1 = 1.039(m)
截面上偏心距验算满足： e1= 1.039 <=0.250*4.200 = 1.050(m)
截面上压应力： 面坡=223.978 背坡=-43.620(kpa)
压应力验算满足： 计算值= 223.978 <=700.000(kpa)
拉应力验算满足： 计算值= 43.620 <=60.000(kpa)
切向应力检算：
剪应力验算满足： 计算值= 10.756 <=100.000(kpa)
斜截面剪应力检算。
斜剪应力验算满足： 计算值= 62.860 <=100.000(kpa)
极限状态法]:
重要性系数γ0 = 1.000
验算截面上的轴向力组合设计值nd = 378.750(kn)
轴心力偏心影响系数αk = 0.575
挡墙构件的计算截面每沿米面积a = 4.200(m2)
材料抗压极限强度ra = 3000.000(kpa)
圬工构件或材料的抗力分项系数γf = 2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数ψk = 1.000
计算强度时：
强度验算满足： 计算值= 378.750 <=3134.746(kn)
计算稳定时：
稳定验算满足： 计算值= 378.750 <=3134.746(kn)
六) 墙底截面强度验算。
验算截面以上，墙身截面积 = 53.453(m2) 重量 = 1175.966 (kn)
相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂 zw = 4.063 (m)
容许应力法]:
法向应力检算：
作用于截面总竖向力 = 1716.990(kn) 作用于墙趾下点的总弯矩=6009.930(kn-m)
相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 zn = 3.500(m)
截面宽度 b = 6.410 (m) 偏心距 e1 = 0.295(m)
截面上偏心距验算满足： e1= -0.295 <=0.250*6.410 = 1.603(m)
截面上压应力： 面坡=193.829 背坡=341.894(kpa)
压应力验算满足： 计算值= 341.894 <=700.000(kpa)
切向应力检算：
剪应力验算满足： 计算值= 6.182 <=100.000(kpa)
极限状态法]:
重要性系数γ0 = 1.000
验算截面上的轴向力组合设计值nd = 1716.990(kn)
轴心力偏心影响系数αk = 0.975
挡墙构件的计算截面每沿米面积a = 6.410(m2)
材料抗压极限强度ra = 3000.000(kpa)
圬工构件或材料的抗力分项系数γf = 2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数ψk = 0.997
计算强度时：
强度验算满足： 计算值= 1716.990 <=8117.970(kn)
计算稳定时：
稳定验算满足： 计算值= 1716.990 <=8093.148(kn)
七) 台顶截面强度验算。
[土压力计算] 计算高度为 9.200(m)处的库仑主动土压力。
无荷载时的破裂角 = 43.246(度)
计算上墙土压力。
按假想墙背计算得到：
第1破裂角： 46.438(度)
ea=719.093(kn) ex=155.452(kn) ey=702.090(kn) 作用点高度 zy=1.467(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=9.748(度) 第1破裂角=43.246(度)
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