学士学位论文路基路面课程设计论文.docx
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学士学位论文路基路面课程设计论文
《路基与路面工程》课程设计
姓名:
学号:
专业:
土木工程(道桥)
指导老师:
目录
第一章重力式挡土墙设计2
墙身尺寸:
3
物理参数:
3
坡线土柱:
4
第1种情况:
组合14
(一)滑动稳定性验算5
(二)倾覆稳定性验算5
(三)地基应力及偏心距验算5
(四)基础强度验算6
(五)墙底截面强度验算6
(六)台顶截面强度验算7
第2种情况:
组合28
(一)滑动稳定性验算8
(二)倾覆稳定性验算9
(三)地基应力及偏心距验算9
(四)基础强度验算10
(五)墙底截面强度验算10
第3种情况:
组合312
(一)滑动稳定性验算12
(二)倾覆稳定性验算12
(三)地基应力及偏心距验算13
(四)基础强度验算13
(五)墙底截面强度验算13
(六)台顶截面强度验算14
各组合最不利结果15
(一)滑移验算15
(二)倾覆验算16
(三)地基验算16
(四)基础验算17
(五)墙底截面强度验算17
(六)台顶截面强度验算18
路基挡土墙横断面图18
第二章沥青混凝土路面结构设计19
公路新建路面设计成果文件汇总19
一、设计弯沉值和容许拉应力计算19
二、新建路面结构厚度计算21
第一章重力式挡土墙设计
重力式挡土墙验算[执行标准:
公路]
计算项目:
重力式挡土墙
计算时间:
2016-12-0721:
58:
09星期三
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身高:
7.000(m)
墙顶宽:
1.300(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.250
背坡倾斜坡度:
1:
0.000
采用2个扩展墙址台阶:
墙趾台阶b1:
0.500(m)
墙趾台阶h1:
0.300(m)
墙趾台阶b2:
0.200(m)
墙趾台阶h2:
0.200(m)
墙趾台阶与墙面坡坡度相同
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:
900.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
140.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
90.000(kPa)
材料抗压极限强度:
2.700(MPa)
材料抗力分项系数:
2.310
系数醩:
0.0020
挡土墙类型:
一般挡土墙
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:
19.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角:
17.500(度)
地基土容重:
18.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值:
500.000(kPa)
地基承载力特征值提高系数:
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
墙底摩擦系数:
0.500
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
35.000(度)
土压力计算方法:
库仑
坡线土柱:
坡面线段数:
1
折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数
111.0000.0001
第1个:
距离0.000(m),宽度11.000(m),高度0.724(m)2004路基规范挡土墙车辆荷载
坡面起始距离:
0.000(m)
地面横坡角度:
20.000(度)
填土对横坡面的摩擦角:
35.000(度)
墙顶标高:
0.000(m)
挡墙分段长度:
10.000(m)
第1种情况:
组合1
组合系数:
1.000
1.挡土墙结构重力分项系数=0.900√
2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=0.900√
3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√
4.填土侧压力分项系数=1.200√
5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.200√
[土压力计算]计算高度为7.750(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=30.254(度)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
30.254(度)
Ea=166.664(kN)Ex=158.950(kN)Ey=50.117(kN)作用点高度Zy=2.787(m)
墙身截面积=16.881(m2)重量=388.269(kN)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.500
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=380.729(kN)En=80.316(kN)Wt=76.146(kN)Et=146.035(kN)
滑移力=69.889(kN)抗滑力=230.523(kN)
滑移验算满足:
Kc=3.298>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=169.399(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=158.950(kN)抗滑力=231.849(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.459>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=2.563(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=3.750(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=2.037(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=323.718(kN-m)抗倾覆力矩=1183.109(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.655>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=633.201(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=461.045(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=859.392(kN-m)
基础底面宽度B=3.824(m)偏心距e=0.048(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.864(m)
基底压应力:
趾部=129.660踵部=111.455(kPa)
最大应力与最小应力之比=129.660/111.455=1.163
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.048<=0.167*3.824=0.637(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=129.660<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=111.455<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=120.558<=500.000(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=15.475(m2)重量=355.925(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=2.569(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=3.750(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=2.037(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=406.042(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=778.532(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.917(m)
截面宽度B=3.750(m)偏心距e1=-0.042(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.042<=0.250*3.750=0.938(m)
截面上压应力:
面坡=100.937背坡=115.618(kPa)
压应力验算满足:
计算值=115.618<=900.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-0.924<=90.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数?
0=1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=380.473(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.983
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.750(m2)
材料抗压极限强度Ra=2700.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.995
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=380.473<=4310.548(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=380.473<=4287.026(kN)
(六)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为6.500(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=30.254(度)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
30.254(度)
Ea=120.785(kN)Ex=115.195(kN)Ey=36.321(kN)作用点高度Zy=2.364(m)
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=13.731(m2)重量=315.819(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.817(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.925(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=2.364(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=352.139(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=407.660(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.158(m)
截面宽度B=2.925(m)偏心距e1=0.305(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.305<=0.250*2.925=0.731(m)
截面上压应力:
面坡=195.669背坡=45.110(kPa)
压应力验算满足:
计算值=195.669<=900.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-8.773<=90.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数?
0=1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=327.822(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.744
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.925(m2)
材料抗压极限强度Ra=2700.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.985
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=327.822<=2543.183(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=327.822<=2505.424(kN)
第2种情况:
组合2
组合系数:
1.000
1.挡土墙结构重力分项系数=0.900√
2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000√
3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√
4.填土侧压力分项系数=1.200√
5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.200√
[土压力计算]计算高度为7.750(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=30.254(度)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
30.254(度)
Ea=166.664(kN)Ex=158.950(kN)Ey=50.117(kN)作用点高度Zy=2.787(m)
墙身截面积=16.881(m2)重量=388.269(kN)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.500
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=380.729(kN)En=80.316(kN)Wt=76.146(kN)Et=146.035(kN)
滑移力=69.889(kN)抗滑力=230.523(kN)
滑移验算满足:
Kc=3.298>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=169.399(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=158.950(kN)抗滑力=231.849(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.459>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=2.563(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=3.750(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=2.037(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=323.718(kN-m)抗倾覆力矩=1183.109(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.655>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=633.201(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=461.045(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=859.392(kN-m)
基础底面宽度B=3.824(m)偏心距e=0.048(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.864(m)
基底压应力:
趾部=129.660踵部=111.455(kPa)
最大应力与最小应力之比=129.660/111.455=1.163
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.048<=0.167*3.824=0.637(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=129.660<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=111.455<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=120.558<=500.000(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=15.475(m2)重量=355.925(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=2.569(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=3.750(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=2.037(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=406.042(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=778.532(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.917(m)
截面宽度B=3.750(m)偏心距e1=-0.042(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.042<=0.250*3.750=0.938(m)
截面上压应力:
面坡=100.937背坡=115.618(kPa)
压应力验算满足:
计算值=115.618<=900.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-0.924<=90.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数?
0=1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=380.473(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.983
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.750(m2)
材料抗压极限强度Ra=2700.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.995
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=380.473<=4310.548(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=380.473<=4287.026(kN)
(六)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为6.500(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=30.254(度)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
30.254(度)
Ea=120.785(kN)Ex=115.195(kN)Ey=36.321(kN)作用点高度Zy=2.364(m)
[强度验算]
验算截面以上,墙身截面积=13.731(m2)重量=315.819(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=1.817(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=2.925(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=2.364(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=352.139(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=407.660(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.158(m)
截面宽度B=2.925(m)偏心距e1=0.305(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.305<=0.250*2.925=0.731(m)
截面上压应力:
面坡=195.669背坡=45.110(kPa)
压应力验算满足:
计算值=195.669<=900.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-8.773<=90.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数?
0=1.000
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=327.822(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.744
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.925(m2)
材料抗压极限强度Ra=2700.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.985
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=327.822<=2543.183(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=327.822<=2505.424(kN)
第3种情况:
组合3
组合系数:
1.000
1.挡土墙结构重力分项系数=0.900√
2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=0.900√
3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√
4.填土侧压力分项系数=1.200√
5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.200√
[土压力计算]计算高度为7.750(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=30.254(度)
按实际墙背计算得到:
第1破裂角:
30.254(度)
Ea=166.664(kN)Ex=158.950(kN)Ey=50.117(kN)作用点高度Zy=2.787(m)
墙身截面积=16.881(m2)重量=388.269(kN)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.500
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=380.729(kN)En=80.316(kN)Wt=76.146(kN)Et=146.035(kN)
滑移力=69.889(kN)抗滑力=230.523(kN)
滑移验算满足:
Kc=3.298>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=169.399(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=158.950(kN)抗滑力=231.849(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.459>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾点,墙身重力的力臂Zw=2.563(m)
相对于墙趾点,Ey的力臂Zx=3.750(m)
相对于墙趾点,Ex的力臂Zy=2.037(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=323.718(kN-m)抗倾覆力矩=1183.109(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=3.655>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=633.201(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=461.045(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=859.392(kN-m)
基础底面宽度B=3.824(m)偏心距e=0.048(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.864(m)
基底压应力:
趾部=129.660踵部=111.455(kPa)
最大应力与最小应力之比=129.660/111.455=1.163
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.048<=0.167*3.824=0.637(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=129.660<=600.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=111.455<=650.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=120.558<=500.000(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=15.475(m2)重量=355.925(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=2.569(m)
相对于验算截面外边缘,Ey的力臂Zx=3.750(m)
相对于验算截面外边缘,Ex的力臂Zy=2.037(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于验算截面的总竖向力=406.042(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=778.532(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.917(m)
截面宽度B=3.750(m)偏心距e1=-0.042(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.042<=0.250*3.750=0.938(m)
截面上压应力:
面坡=100.937背坡=115.618(kPa)
压应力验算满足:
计算值=115.618<
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