中南大学路基路面课程设计.doc

-21-中南大学土木工程学院《路基路面工程》课程设计学院：土木工程学院班级：学号：姓名：指导老师：时间：2013年7月目录一、重力式挡土墙设计第一部分设计任务书…………………………………………………2（一）设计内容和要求…………………………………………………2（二）设计内容…………………………………………………………2（三）设计资料…………………………………………………………2第二部分设计计算书1.车辆换算荷载………………………………………………………32.主动土压力计算……………………………………………………43.设计挡土墙截面……………………………………………………84.绘制挡土墙纵横截面（附图1）…………………………………11二、衡重式挡土墙设计第一部分设计任务书（一）设计内容和要求…………………………………………………12（二）设计内容…………………………………………………………12（三）设计资料…………………………………………………………12第二部分设计计算书………………………………………………131.车辆荷载换算………………………………………………………132.上墙土压力计算……………………………………………………133.下墙土压力计算……………………………………………………154.墙身截面计算………………………………………………………175.绘制挡土墙纵横截面图（附图2）………………………………21一、重力式挡土墙第一部分设计任务书（一）设计的目的要求通过本次设计的基本训练进一步加深对路基路面工程有关理论知识的理解掌握重力式挡土墙设计的基本方法与步骤。将设计任务书、设计说明书及全部设计计算图表编好目录装订成册。（二）设计内容①车辆荷载换算；②土压力计算；③挡土墙截面尺寸设计；④挡土墙稳定性验算。（三）设计资料1．墙身构造拟采用细粒水泥混凝土砌片石重力式路堤墙(如草图1)墙高=？m墙顶宽=？m填土高度？m填土边坡1：1.5墙背仰斜1：0.25（=—14°02′）基底倾斜1：5（=—11°18′)墙身等厚分段长度10m=7.0m。2．车辆荷载计算荷载：汽车—20；验算荷载：挂车—100。3．土壤工程地质情况墙后填土容重=18KN/m3内摩檫角=35°填土与墙背间的摩檫角；粘性土地基允许承载力[]=250Kpa基底摩檫系数=0.50。取荷载组合I抗滑稳定性系数[]=1.3抗倾覆稳定性系数[]=1.5。4．墙身材料细粒水泥混凝土砌25号片石砌体容重=22KN/m3；砌体允许压应力[]=600KPa允许剪应力[]=100KPa允许拉应力[]=60KPa。第二部分计算书正文车辆荷载换算墙背后填土表面有车辆荷载作用使土体产生附加的竖向应力从而产生附加的侧向应力。土压力计算时对于作用于墙背后填土表面的车辆荷载可以近似的按均布荷载来考虑并将其换算为重度与墙后填土相同的均布土层。（1）求不计车辆荷载作时的破裂棱体宽度B0计算图示如下初步拟定查《公路设计手册（路基）》由表3—2—1中第五类公式知则于是有：（2）求纵向分布长度LL采用10m其中L0取为7.0m（3）计算车辆荷载总重车轮中心距路基边缘0.5m汽车20级一辆车的总重力为300KN。在范围内布置车轮重：布置车轮的宽度（4）换算当量土层厚度主动土压力计算计算图示如下（1）求破裂角假设破裂面交于荷载内查《公路设计手册（路基）》现验算破裂面是否交于荷载内：堤顶破裂面至墙踵：荷载内缘至墙踵:荷载外缘至墙踵:比较得知：故结果与假设相符所选公式正确。（2）求主动土压力系数K和K1（1）中假设成立即破裂面交于荷载内则采用《公路设计手册（路基）》第二版表3-2-1采用第6类公式计算：（3）求主动土压力及作用点位置按墙的每延米计算。墙后土体主动土压力：水平向分力：竖向分力：因基底倾斜土压力对墙趾O的力臂为：（4）验算荷载：①对于挂车——100取。于是：验算破裂面是否交于荷载内：堤顶破裂面至墙踵：荷载内缘至墙踵:荷载外缘至墙踵:比较得知：故结果与假设相符所选公式正确。②求主动土压力系数K和K1③求主动土压力及作用点位置墙后土体主动土压力：水平向分力：竖向分力：比较得知：验算荷载略大于设计荷载故挡土墙截面设计按照验算荷载进行计算。因基底倾斜土压力对墙趾O的力臂为：设计挡土墙截面（1）计算墙身自重及其力臂故（2）抗滑稳定性验算故抗滑移稳定性满足要求。（3）抗倾覆稳定性验算故挡土墙抗倾覆稳定性满足要求。（4）基底应力验算为保证挡土墙基底应力不超过地基承载力应进行基底应力验算。偏心距：因此地基承载力满足要求。（5）截面应力验算