隧道设计-计算书

故抗倾覆稳定性满足要求 4.3.1.3抗滑动验算

对于水平基底，按如下公式验算滑动稳定性： Kc??N?f?E?1.3 （4.7）

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： Kc?(G?Ey)?0.4Ex?(818.125?37.8)?0.4?14.4>1.3

35.67故抗滑稳定性满足要求 4.3.1.4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：

ZN??M??M?Ny0?G?ZG?Ey?Zy?EX?ZxG?Ey?

818.125?0.8?37.8?1.6?35.67?3.67 818.125?37.8?0.6831.6e??0.683?0.117>0

2合力在中心线的右侧。

e?0.117?B?0.267 6计算结果满足要求

?maxminN6e818.125?37.86?0.117??(1?)?(1?)?BB1.61.6770.56Kpa299.35Kpa

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?max?770.56Kpa?基底控制压应力????0.8Mpa，计算结果满足要求。 4.3.1.5墙身截面偏心矩及强度验算 1、墙身截面偏心矩e e?M?0.3B （4.8） N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。

M?Ex?(HHB?)?Ey??35.67?1.83?37.8?0.8?35.14KN?m 232N?G?EY?818.125?37.8?855.926KN?m

将数据代入墙身偏心矩E的公式，可得：

e?M35.143??0.041?0.3B?0.3?1.6?0.48m，计算结果满足要求。 N855.9262、应力?

???N(1?6e)

bb??855.9266?0.041(1??0.617Mpa???a??2.2Mpa （满足要求通过以上的验1.61.6算，说明洞门的尺寸合理。详图见设计图纸。 4.3.2 翼墙式洞门验算 4.3.2.1洞门土压力计算

根据《公路隧道设计规范》（JTG-2004），洞门土压力计算图示具体见图4.2。最危险滑裂面与垂直面之间的夹角：

tan2??tan?tan??(1?tan2?)(tan??tan?)(tan??tan?)(1?tan?tan?) tanw?tan?(1?tan2?)?tan?(1?tan?tan?)（4.1）

式中:?——围岩计算摩擦角; ε——洞门后仰坡坡脚；

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α——洞门墙面倾角 代入数值可得：

tan245+tan9tan39(1+tan245)(tan45-tan39)(tan45+tan9)(1-tan9tan39)tanω=tan39(1+tan45)-tan45(1-tan9tan39)?6.8 故：w=34.21°

根据《公路隧道设计规范》（JTG—2004），土压力为；

E?12??[H2?h0(h??h0)]b? ??(tan??tan?)(1?tan?tan?)tan(???)(1?tan?tan?) h??atan??tan? 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=1.0m； 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：

?=(tan34.21°-tan9°)(1-tan9°tan39°)tan(34.21°?39°)(1-tan34.21°tan39°)=0.193 h'=1.5tan34.21°-tan9°=2.876

由三角关系可得：h0 =1.4m 洞门土压力E：

E?12??[H2?h0(h??h0)]b?

?12?18?0.193?[122?1.4(2.876?1.4)]?1.0?0.6

?152.03

Ex?E?cos(???)?152.03?cos(30??9?)?141.94KN

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4.2）

4.3）

4.4）

（（（

Ey?E?sin(???)?152.03?sin(30??9?)?54.48KN 2式中： δ——墙背摩擦角 ?=??30?

34.3.2.2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：

k0M???My0?1.6 （4.5）

式中: K0——倾覆稳定系数，k0?1.6；

?My——全部垂直力对墙趾O点的稳定力矩； ?M0——全部水平力对墙趾O点的稳定力矩； 由图4.3可知：

墙身重量G：G?[(2.2?1.26)?12?12?1.26]?1?18?475.2KN Ex对墙趾的力臂：Zx?H3?123?4m；

?y对墙趾的力臂：

? Zy?B?(Htan?)3?2.2?12tan93?2.834m

B?Htan?2.2?12tan9???2.05m G对墙趾的力臂：ZG?22 ?My?G?ZG?Ey?Zy?475.2?2.05?54.48?2.834?1128.689KN?m ?M0?ExZX?141.94?4?567.7447KN?m 代入上式得： K0?1128.689?1.988>1.6

567.7447故抗倾覆稳定性满足要求

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