【精选】扶壁式挡土墙计算实例.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【精选】扶壁式挡土墙计算实例.精品文档.本算例来自于：书名特种结构作者黄太华袁健成洁筠出版社中国电力出版社书号 5083-8990-5丛书普通高等教育“十一五”规划教材扶壁式挡土墙算例某工程要求挡土高度为 8.3m，墙后地面均布荷载标准值按 qk =10 kN / m2 考虑，墙后填土为砂类土，填土的内摩擦角标准值 jk 35 o，填土重度 g m =18 kN / m3 ，墙后填土水平，无地下水。地基为粘性土，孔隙比 e =0.786 ，液性指数 IL =0.245 ，地基承载力特征值 fak =230 kPa ，地基土重度 g=18.5k

2、N / m3 。根据挡土墙所处的地理位置及墙高等因素综合考虑，选择采用扶壁式挡土墙，挡土墙安全等级为二级，试设计该挡土墙。解: IL 0.245 0.25 属坚硬粘性土，土对挡土墙基底的摩擦系数 m.(0.35,0.45) ，取m=0.35 。查规范得 hb =0.3 、hd =1.6 。1）主要尺寸的拟定为保证基础埋深大于 0.5m，取 d=0.7m，挡土墙总高 H=8.3m+d=9m。两扶壁净距ln 取挡墙高度的 1/31/4，可取 ln=3.00 2.25 m，取 ln=3.00m。用墙踵的竖直面作为假想墙背，计算得主动土压力系数2 jk 2 35 Ka tan (45 -) = tan

3、 (45 -) = 0.271 22 根据抗滑移稳定要求，按式（3-6）计算得： 22 kaB2 + B3 3 1.3( qH 0.5g H )K 1.3(10 9 + 0.5189) 0.271 = 4.79 ，取 m(qk +g H) 0.35(10 +189) B2 + B3 =4.80m，其中 B2=0.30m，B3=4.50m。 22E (qH 0.5 g H )K (10 9 + 0.5 18 9) 0.271 = 221.95 kN ax k a 91 910 9 +18 9 9 22 3z 3.165 m 110 9 +18 9 9 2 1.6Ez 1B 3 -(B B 123

4、23()2kBBqHg+( ax1.6 221.95 3.165 1 4.8 =-1.04m 0 4.8(10 +189) 2 计算结果为负数说明若仅为了保证稳定性的要求不需设置墙趾板，但为了减少墙踵板配筋及使地基反力趋于均匀，取 B1=0.60m。 B B1 + B2 + B3 = 0.6 + 0.3 + 4.5 =5.4m B C图 3. 1挡土墙基本尺寸2）土压力计算由于填土表面水平，第一破裂面与铅垂面夹角 qi 45-jk 45-3527.5 ；22 第二破裂面与铅垂面的夹角 ai 45 -jk 45 -35 27.5 22 4.5墙顶 A与墙踵 C连线AC与铅垂面的夹角 a= arc

5、tan 8.7 27.35 因为 a= 27.35 1.6 M 702.6 qk 满足抗倾覆稳定性要求。5）抗滑移稳定性竖向力之和： .N G1k G2k Eaz =105.8 + 352.4 +423.7 = 881.9kN m 抗滑力： m.N 881.9 0.35 = 308.7 kN 滑移力： Eax= 220.0kN m.N 308.7 Ks =1.39 1.3 Eax 220.0 满足抗滑移稳定性要求。6）地基承载力验算按正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，各分项系数取 1.0。欲求基底偏心距e，先计算总竖向力到墙趾的距离：Mzk -Mqk 2597.6 -702.6 a 2.1

6、5 mN 881.9 BB 5.4 B 0.18 m e =-a =-2.15 = 0.55 m 0.90 m 30 0226 地基承载力修正值计算：a fak +h g (b -3) +h g dm (d -0.5) fb 230 + 0.3 18.5 (5.4 -3)+1.6 18 (0.7 -0.5 ) 249.1 kPa 地基压力计算：.N 6e pk 0max1=B B 881.9 . 6 0.55 . e b由/ 30 ，于则 5.4 . 1+ 5.4 . 263.1 kPa 1.2 fa 1.2 249.1 = 298.9 kPa pk max 1.2 fa 时必然满足 pk f

7、a 7）结构设计采用 C25混凝土和 HRB335级钢筋， fc =11.9N / mm2 ， ft =1.27 N / mm2 ， fy =300 N / mm 2 。立板设计 a土压力计算立板荷载均考虑墙后静止土压力。由于土体不存在滑动趋势，且墙面光滑，则静止土压力为水平方向。 s= K 10 (1 -sin 35 10 0 .4 2 6 = 4 .2 6 kN / m 2 0 a qk 0 d 3.1m3.6mec b s 0 b ( qk +g H 1) K 0 = (1 0 + 18 8.7 ) 0 .4 2 6 =7 0 .9 7 kN / m 2 图 3. 2立板荷载图 b. 将

8、立板划分为上、下两部分，在离底板顶面 1.5Ln=1.53.00=4.50m高度以下的立板，可视为三边固定一边自由的双向板；离底板顶面 4500mm高度以上的部分视为沿高度方向划分为单位高的水平板带，以扶壁为支撑，按水平单向连续板计算。现以距墙底 4.55.5m（即距墙顶 4.23.2m）区间的立板为例进行计算。距离墙顶 03.2m区间的立板计算可参照进行。对于砂性土 K0 = 1-sin jk =1-sin 35 = 0.426 s0 = (qk +g )0 = (10 +18 3.7) 0.426 = kN / m2zK 32.63 M 0 n 14.68 kN m 中 s 20 l 2

9、32.63 20 3.0 2 1.35 M中1.35 14.68 10 6 2As中 0.9 fh 0.9 300 (300 -40) 282.4 mm y 0 A 282.4 r =-中中bh s0= 1000 (300 -40) 0.11% r中 y 取 r中=rmin =0.2% ， As=r中bh0 = 0.002 1000 260 =520 mm 2 选用 12200 As= 565 mm2 s0ln 2 32.63 3.0 2 M支 12 12 =-24.47 kN m As =支支1.35 M 1.35 24.47 10 6 470.6 mm 2 1.35 Vt0 混凝土的抗剪能

10、力满足要求，不需配置腹筋。 U型筋计算1.35 V 66.1 10 3 As =220.3 mm2 fy 300 上式计算出的 As为每延米单肢 U型筋的截面积。配 10250， As=314 mm2 的 U型筋，开口方向朝向墙背，水平放置。距墙底 04.5m（即距墙顶 8.74.2m）区间按三边固定，上边缘自由的矩形板计算。 (qk +g )0 = (10 +18 4.2) 0.426 = 36.5 kN /2zK m b 2 1 0(qHg+) (10 18 8.7) 0.426 71.0 /kKkNm=+=图 3. 3立板较下部分荷载图可将荷载简化为一三角形荷载和一矩形荷载的叠加，查表计

11、算。Mx 0.0384 36.5 3.0 2 + 0.0184 (71.0 -36.5) 3.0 2 18.3 kN m 1.35 Mx 1.35 18.3 10 62 2A 352.5 mm A 520 mm sx smin 0.9 fh 0.9 300 260 y 0 取 Asx Asmin =520 mm2 ，由于计算的配筋低于最小配筋，故简化公式适用。选用 12200 Asx=565 mm2 My 0.0113 36.5 3.0 2 + 0.0071 (71.0 -36.5) 3.0 2 5.9 kN m 1.35 My 1.35 5.9 10 62 2A 113.8 mm A 520

12、 mm sy smin 0.9 fh 0.9 300 260 y 0 取 Asy Asmin =520 mm 2 ，由于计算的配筋低于最小配筋，故简化公式适用。选用 12200 Asy=565 mm 2 02 2Mx =-0.0794 36.5 3.0 -0.0387 (71.0 -36.5) 3.0 38.1 kN m 6 0 1.35 Mx 0 1.35 38.1 10 2 2A 732.7 mm A 520 mm sx smin 0.9 fh 0.9 300 260 y 0 rx 0 = Asx 0 732.7 = 0.28% 0.79% ，简化公式适用bh0 1000 (300 -40

13、) 选用 12150 Asx0 =754 mm2 。 同理，可计算 My 0 、 Mxz 0 、 M0x 及其对应的 Asy0 、 A0 、 A0，配筋最大值应为 sxzsxAsx0 =732.7 mm2 ，其他配筋均小于最小配筋率。底板设计881.9 60.55 3p2pkp=4pmin =(1 -)5.4 5.4 p p 263.1 kN / m2 63.5 / 2kN m 1 k max 4.2图 3. 4底板基底应力分布图 p1 -p2 263.1 -63.5 2p3 = p1 - B1 = 263.1 - 0.6 = 240.9 kN / m B 5.4 p1 -p2 263.1 -

14、63.5 2p p (B B 263.1 - 0.9 = 229.8 kN / m41 12B 5.4 a.墙趾板端部弯矩与剪力按式（ 3-15）：M 1 B 211311233(cpphdhgg+- 6 1 0.6 2 2 263.1+ 240.9 -3 25 0.400 -318(0.700 -0.400) 6 43.3kN m 1.35 M 1.35 43.3 10 6 2As 609.2 mm 0.9 fh 0 0.9 300 (400 -45) y r= As = 609.2 = 0.17% 0.79% ，简化公式适用。bh0 1000 (400 -45) 选用 12180 As=6

15、28 mm2 。按式（ 3-13）： p p V = 13 -gch1 -g(d-h1)B12 . 263.1 +240.9 =-25 0.400 -18 (0.700 -0.400) 0.6 2 . =142.0 kN 1.35 V 1.35 142.0 = 191.6 kN 0.7 f bh 0.7 1.27 1000 355 = 315.6 10 3 N 315.6 kN t0 1.35 0.7 f bh 0 ，板厚满足抗剪要求。 Vt b墙踵板计算B 4.2 ln3 = 3.0 1.4 1.5 ，按三边固定，一边自由的双向板计算。 q +g h +g H 10 + 25 0.3 + 1

16、8 8.7 = 174.1 kN / m2 kc 21 2 63.5 p=kN / m2 p4 = 229.8 kN / m2 174.1 -63.5 = 110.6kN / m2 174.1 -229.8 =-55.7 kN / m 2 图 3. 5墙踵板荷载计算图可简化为一个矩形荷载和一个三角形荷载，计算方法类似于立板的距墙底 04.5m（即距墙顶 8.74.2m）区间。本例仅选用 Mx 、Mx 0 及 Asx、Asx0 进行计算，其它内力及配筋计算读者可参照进行。图 3. 6中的荷载可简化为一个三角形荷载 q =110.6kN / m2 和一个矩形荷载 q =-55.7kN / m2 。

17、 Mx 0.0384 ( 55.7) 32 + 0.0200 110.6 32 = 0.65 kN m 0 22Mx =-0.0794 ( 55.7) 3 -0.0407 110.6 3 =-0.71 kN m 由于弯矩计算值均太小，无配筋计算的必要，均按构造配筋。扶壁设计立板在扶壁与墙踵板交接处的铰线应不为 45o，该铰线与水平线的夹角应略小于 45o，但为设计方便，将其按 45o计算，这样做的计算结果将稍偏小。土压力的作用线临底板处应力为外凸的曲线，亦为计算的方便将其取为虚线所示的直线，亦使计算结果稍微偏小。 l K 10 3.0 (1 -sin35 ) = 12.8 kN q mkn 0

18、 ln lq +g (H -) Kn k 1 02 . 3.0 (10 +18 7.2) (1 -sin35 ) = =178.7 kN / m 1.5m图 3. 7扶壁土压应力分布图 7.2 1 1.5 1 7.2 M 12.8 7.2 (1.5 + ) +178.4 1.5 (178.4 -12.8) 7.2 (1.5 + 2232 3 2861.9 kN m 11V =178.4 1.5 + (178.4 +12.8) 7.2 = 822.1 kN 2 2 4.2 oq= arctan = 25.8 8.7 1.35 M 1.35 2861.9 10 6 As o 3339 mm 2 0

19、.9 fh cos q 0.9 300 (4800 -40) cos 25.8 y 0 As3339 0.79% r= bh0 400 (4800 -40) 0.18% cos 25.8 o= 0.87% ，简化公式适用 0.2% r= 0.22% min ocos 25.8 2rrmin ，故按最小配筋率配筋，取 As= 0.22% 400 (4800 -40) = 4189 mm 0.7 f bh 0.7 1.27 400 (4800 -40) = 1692.7 10 3 N 1692.7 kN V =822.1 kN ，故扶壁混t0 凝土的抗剪能力即能满足抗剪要求，不必配置抗剪腹筋。 图

20、3. 8 扶壁式挡墙配筋图 测量学模拟试卷一、 单项选择题（每小题1 分，共20 分）在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。得分评卷人复查人1经纬仪测量水平角时，正倒镜瞄准同一方向所读的水平方向值理论上应相差（A ）。A 180 B 0 C 90 D 2702. 1：5000地形图的比例尺精度是（ D ）。A 5 m B 0.1 mm C 5 cm D 50 cm 3. 以下不属于基本测量工作范畴的一项是（ C）。A 高差测量 B 距离测量 C 导线测量 D 角度测量4. 已知某直线的坐标方位角为220，则其象限角为（D ）。A 220 B 40 C

21、南西50 D 南西405. 由一条线段的边长、方位角和一点坐标计算另一点坐标的计算称为（A ）。A 坐标正算 B 坐标反算 C 导线计算 D 水准计算6. 闭合导线在X轴上的坐标增量闭合差（ A ）。A为一不等于0的常数 B 与导线形状有关 C总为0 D 由路线中两点确定7. 在地形图中，表示测量控制点的符号属于（D ）。A 比例符号 B 半依比例符号 C 地貌符号 D 非比例符号8. 在未知点上设站对三个已知点进行测角交会的方法称为（A ）。A 后方交会 B 前方交会 C 侧方交会 D 无法确定9. 两井定向中不需要进行的一项工作是（C ）。A 投点 B 地面连接 C 测量井筒中钢丝长度 D

22、 井下连接10. 绝对高程是地面点到（ C ）的铅垂距离。A 坐标原点 B任意水准面 C 大地水准面 D 赤道面11下列关于等高线的叙述是错误的是：（A ）A 高程相等的点在同一等高线上B 等高线必定是闭合曲线，即使本幅图没闭合，则在相邻的图幅闭合C 等高线不能分叉、相交或合并D 等高线经过山脊与山脊线正交12下面关于非比例符号中定位点位置的叙述错误的是（B ）A几何图形符号，定位点在符号图形中心B符号图形中有一个点，则该点即为定位点C宽底符号，符号定位点在符号底部中心D底部为直角形符号，其符号定位点位于最右边顶点处13下面关于控制网的叙述错误的是（D ）A 国家控制网从高级到低级布设B 国家

23、控制网按精度可分为A、B、C、D、E五等C 国家控制网分为平面控制网和高程控制网D 直接为测图目的建立的控制网，称为图根控制网14下图为某地形图的一部分，各等高线高程如图所视，A点位于线段MN上，点A到点M和点N的图上水平距离为MA=3mm，NA=2mm，则A点高程为（A ）ANM373635A 36.4m B 36.6m C 37.4m D 37.6m100301303010030DCBA15如图所示支导线，AB边的坐标方位角为，转折角如图，则CD边的坐标方位角为（ B ）A B C D16三角高程测量要求对向观测垂直角，计算往返高差，主要目的是（D ）A 有效地抵偿或消除球差和气差的影响B

24、 有效地抵偿或消除仪器高和觇标高测量误差的影响C 有效地抵偿或消除垂直角读数误差的影响D有效地抵偿或消除读盘分划误差的影响17下面测量读数的做法正确的是（ C ）A 用经纬仪测水平角，用横丝照准目标读数B 用水准仪测高差，用竖丝切准水准尺读数C 水准测量时，每次读数前都要使水准管气泡居中D 经纬仪测竖直角时，尽量照准目标的底部18水准测量时对一端水准尺进行测量的正确操作步骤是（ D ）。A 对中-整平-瞄准-读数 A 整平-瞄准-读数-精平C 粗平-精平-瞄准-读数 D粗平-瞄准-精平-读数19矿井平面联系测量的主要任务是（ D ）A 实现井上下平面坐标系统的统一 B 实现井上下高程的统一C

25、作为井下基本平面控制 D 提高井下导线测量的精度20 井口水准基点一般位于（ A ）。A 地面工业广场井筒附近 B 井下井筒附近C 地面任意位置的水准点 D 井下任意位置的水准点二、 填空题（每空2分，共20分）得分评卷人复查人21水准测量中，为了进行测站检核，在一个测站要测量两个高差值进行比较，通常采用的测量检核方法是双面尺法和 。22直线定向常用的标准方向有真子午线方向、_磁北方向_和坐标纵线方向。23地形图符号一般分为比例符号、_半依比例符号_和不依比例符号。24 井下巷道掘进过程中，为了保证巷道的方向和坡度，通常要进行中线和_的标定工作。25 测量误差按其对测量结果的影响性质，可分为系

26、统误差和_偶然误差_。26 地物注记的形式有文字注记、 _ 和符号注记三种。27 象限角的取值范围是： 0-90 。28 经纬仪安置通常包括整平和 对中 。29 为了便于计算和分析，对大地水准面采用一个规则的数学曲面进行表示，这个数学曲面称为 参考托球面 。30 光电测距仪按照测量时间的方式可以分为相位式测距仪和 差分 。三、 名词解释（每小题5分，共20分）得分评卷人复查人31竖盘指标差竖盘分划误差32水准测量利用水准仪测定两点间的高差33系统误差由客观原因造成的具有统计规律性的误差34视准轴仪器望远镜物镜和目镜中心的连线四、 简答题（每小题5分，共20分）得分评卷人复查人35简述测回法测量

27、水平角时一个测站上的工作步骤和角度计算方法。对中，整平，定向，测角。观测角度值减去定向角度值36什么叫比例尺精度？它在实际测量工作中有何意义？图上0.1毫米在实地的距离。可以影响地物取舍37简述用极坐标法在实地测设图纸上某点平面位置的要素计算和测设过程。38高斯投影具有哪些基本规律。五、 计算题（每小题10分，共20分）得分评卷人复查人39在1：2000图幅坐标方格网上，量测出ab = 2.0cm, ac = 1.6cm, ad = 3.9cm, ae = 5.2cm。试计算AB长度DAB及其坐标方位角AB。abdceBA120014001600180040从图上量得点M的坐标XM=14.22

28、m, YM=86.71m；点A的坐标为XA=42.34m, YA=85.00m。试计算M、A两点的水平距离和坐标方位角。测量学 标准答案与评分说明一、 一、 单项选择题（每题1分）1 A； 2 D； 3 C； 4 D； 5 A； 6 C； 7 D； 8 A； 9 C； 10 C；11 A；12 D；13 B；14 A； 15 B；16 A；17 C；18 D； 19 A；20 A二、 二、 填空题 （每空2分，共20分）21 变更仪器高法22 磁北方向23 半依比例符号（或线状符号）24腰线25偶然误差26数字注记27 大于等于0度且小于等于90度（或0, 90）28 对中29 旋转椭球体面3

29、0 脉冲式测距仪三、 三、 名词解释（每题5分，共20分）31竖盘指标差：在垂直角测量中，当竖盘指标水准管气泡居中时，指标并不恰好指向其正确位置90度或270度，而是与正确位置相差一个小角度x, x即为竖盘指标差。32 水准测量：利用一条水平视线并借助于水准尺，测量地面两点间的高差，进而由已知点的高程推算出未知点的高程的测量工作。33 系统误差：在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。34视准轴：望远镜物镜光心与十字丝中心（或交叉点）的连线。四、 四、 简答题（每题5分，共20分）35（1）在测站点O上安置经纬仪，对中，

30、整平（1分）（2）盘左瞄准A点，读数LA，顺时针旋转照准部到B点，读数LB，计算上半测回角度O1=LB-LA； （2分）（3）旋转望远镜和照准部，变为盘右方向，瞄准B点读数RB，逆时针旋转到A点，读数RA，计算下半测回角度O2=RB-RA； （3分）（4）比较O1和O2的差，若超过限差则不符合要求，需要重新测量，若小于限差，则取平均值为最终测量结果 O = （O1+O2）/2 （5分）36 图上0.1mm对应的实地距离叫做比例尺精度。（3分）其作用主要在于：一是根据地形图比例尺确定实地量测精度；二是根据地形图上需要表示地物地貌的详细程度，确定所选用地形图的比例尺。（5分）37 要素计算：从图纸

31、上量算待测设点的坐标，然后结合已有控制点计算该点与控制点连线之间的方位角，进而确定与已知方向之间所夹的水平角，计算待测设点到设站控制点之间的水平距离。（3分）测设过程：在设站控制点安置经纬仪，后视另一控制点，置度盘为0度，根据待定方向与该方向夹角确定方向线，根据距离确定点的位置。（5分）38 高斯投影的基本规律是：（1） （1） 中央子午线的投影为一直线，且投影之后的长度无变形；其余子午线的投影均为凹向中央子午线的曲线，且以中央子午线为对称轴，离对称轴越远，其长度变形也就越大；（2） （2） 赤道的投影为直线，其余纬线的投影为凸向赤道的曲线，并以赤道为对称轴；（3） （3） 经纬线投影后仍保持

32、相互正交的关系，即投影后无角度变形；（4） （4） 中央子午线和赤道的投影相互垂直。评分说明：答对一条得2分，答对三条即可得满分。五、 五、 计算题（每题10分，共20分）39 bd = ad ab = 1.9cm， 因此X = -38m； ce = ae ac = 3.6cm, 因此Y = -72m; （3分） (或由图根据比例尺和距离计算A、B两点的坐标) 因此距离为：81.413m （6分）AB的方位角为：2421033 （10分）（方位角计算应说明具体过程，过程对结果错扣2分）40 X = XA XM = 28.12m, Y = YA YM = -1.71m (2分) 距离d = (X2 + Y2)1/2 = 28.17m （5分） 方位角为：356 3112 （应说明计算过程与主要公式） （10分） 可通过不同方法计算，如先计算象限角，再计算方位角。说明：在距离与方位角计算中，算法公式对但结果错各1分