端墙式洞门计算

..;.3.1.洞门结构设计计算3.1.1计算参数计算参数如下：（1）边、仰坡坡度1:0.5；（2）仰坡坡脚ε=63.5°，tanε=2，α=6°；（3）地层容重γ=22kN/m3;（4）地层计算摩擦角φ=70°；（5）基底摩擦系数0.6；（6）基底控制应力[σ]=0.8Mpa3.1．2建筑材料的容重和容许应力（1）墙端的材料为水泥砂浆片石砌体，片石的强度等级为Mu100，水泥砂浆的强度等级为M10。（2）容许压应力[σa]=2.2MPa，重度γt=22KN/m3。3.1.3洞门各部尺寸的拟定根据《公路隧道设计规范》（JTJ026-90），结合洞门所处地段的工程地质条件，拟定洞门翼墙的高度：H=12m；其中基底埋入地基的深度为1,0m，洞门翼墙与仰坡之间的水沟的沟底至衬砌拱顶外缘的高度1.38m，洞门翼墙与仰坡间的的水沟深度为0.5m，洞门墙顶高出仰坡坡脚0.7m，洞口仰坡坡脚至洞门墙背的水平距离为1.5m，墙厚2.0m，设计仰坡为1:1,具体见图纸。3.2.洞门验算3.2．1洞门土压力计算根据《公路隧道设计规范》（JTJ026-90），洞门土压力计算图示具体见图3.2。..;.图3-4洞门土压力计算简图最危险滑裂面与垂直面之间的夹角：222tantantan(1tan)(tantan)(tantan)(1tantan)tantan(1tan)tan(1tantan)w式中:——围岩计算摩擦插脚;ε——洞门后仰坡坡脚；α——洞门墙面倾角代入数值可得：tanw=222tan70tan6tan63.5(1tan70)(tan70tan63.5)(tan70tan6)(1tan6tan63.5)tan63.5(1tan70)tan70(1tan6tan63.5)=0.266故：w=14.89°根据《公路隧道设计规范》（JTG—2004），土压力为；2001[()]2EHhhhb(tantan)(1tantan)tan()(1tantan)tantanah式中：E——土压力（kN）;——地层重度（kN/m3）λ——侧压力系数；..;.ω——墙背土体破裂角；b——洞门墙计算条带宽度（m），取b=1m；ξ——土压力计算模式不确定系数，可取ξ=0.6。把数据代入各式，得：(tan14.89tan6)(1tan6tan63.5)tan(14.8963.5)(1tan14.89tan63.5)=0.05591.59.33tan30.35tan6h由三角关系可得：01.5hm洞门土压力E：2001[()]2EHhhhb21220.056[121.5(9.331.5)]1.00.6257.56KNcos()57.56cos(306)52.584xEEKNsin()57.56sin(306)23.412yEEKN式中：δ——墙背摩擦角δ=303.2.2抗倾覆验算翼墙计算图示如图3.3所示，挡土墙在荷载作用下应绕O点产生倾覆时应满足下式：001.6yMkM式中：K0——倾覆稳定系数，01.6k；yM——全部垂直力对墙趾O点的稳定力矩；0M——全部水平力对墙趾O点的稳定力矩；..;.图3-5墙身计算简图由图3-3-6可知：墙身重量G：1.512221396GKNEx对墙趾的力臂：12433xHZm；Ey对墙趾的力臂：(tan)12tan61.51.9233yHZBmG对墙趾的力臂：tan1.512tan61.3822GBHZm3961.3823.4121.92591.431yGyyMGZEZKNm052.5844210.336xXMEZKNm代入上式得：0591.4312.8210.336K1.6故抗倾覆稳定性满足要求3.2.3抗滑动验算对于水平基底，按如下公式验算滑动稳定性：1.3cNfKE..;.式中：Kc——滑动稳定系数N——作用于基底上的垂直力之和；E——墙后主动土压力之和，取E=Ex；F——基底摩擦系数，取f=0.4由图3.3得：()0.6(39623.412)0.64.7952.584ycxGEKE1.3故抗滑稳定性满足要求3.2.4基底合力偏心矩验算设作用于基底的合力法向分力为N，其对墙趾的力臂为ZN，合力偏心矩为e，则：0yGyyXxNyMMGZEZEZZNGE3961.3823.4121.92210.33639623.4120.91m20.910.092e0合力在中心线的右侧。0.090.256Be计算结果满足要求max380.267min178.949639623.41260.09(1)(1)1.51.5KpaKpaNeBBmax380.267Kpa基底控制压应力0.6Mpa，计算结果满足要求。3.2.5墙身截面偏心矩及强度验算（1）墙身截面偏心矩e..;.0.3MeBN式中：M——计算截面以上各力对截面形心力矩的代数之后；N——作用于截面以上垂直力之后。1.5()52.584223.41287.6092322xyHHBMEEKNm39624.412419.412YNGEKNm将数据代入墙身偏心矩E的公式，可得：87.6090.2090.30.31.50.45419.412MeBmN，计算结果满足要求。（2）应力σ6(1)Nebb419.41260.209(10.5132.21.51.5aMpaMpa（满足要求）通过以上的验算，说明洞门的尺寸合理。详图见设计图纸