地质工程专业毕业设计

地质工程专业毕业设计内容摘要：

— 钢筋与沙浆粘接强度工作条件系数，取 4. 用锚杆加固局部不稳定块体时，锚杆抗力满足： 1）加固受拉破坏的不稳定危岩块体，锚杆抗拉承载力应满足： oQys GfA  02  式 () 2）加固受剪破坏的不稳定危岩块体，锚杆抗剪力应满足： 102 )( GActgGfA Qsssvsv   式 () 式中 oG — 不稳定块体的自重（ KN） 1G ， 2G — 分别为不稳定块体自重在 平行和滑面方向的分力（ KN） sA — 锚杆钢筋总截面面积（ 2m ） yf — 锚杆钢筋抗拉强度设计值（ kPa ） vf — 锚杆钢筋抗剪强度设计值（ kPa ） s — 滑移面的内摩擦角 v — 锚杆抗剪工作条件系数，取 其余参数见前 重庆交通大学 2020 届地质工程专业毕业设计 14 5. 喷层对局部不稳定块体的抗拉承载力验算： Ghuf Qrc   式 () 式中 c — 喷层工作条件系数，取 tf — 喷射混凝土抗拉强度设计值 (kPa ) ru — 不稳定块体出露面的周边长度（ m） h — 喷层厚度（ m），当 100h mm 时，取 100mm 计算 锚杆挡墙的支护方法 锚杆挡墙设计内容 1）侧向岩土压力计算； 2）挡墙结构内力计算； 3）立柱嵌入深度计算； 4）锚杆计算和构造设计 ； 5）挡板、立柱（肋柱或排桩）及其基础设计； 6）边坡变形控制设计； 7）整体稳定性分析； 8）施工方案建议和监测要求。 坡顶无建（构）筑物且不需要进行边坡变形控制的锚杆挡墙，其侧向岩土压力可按下式计算： 39。 2ah ahEE 式 （ ） 式中 39。 ahE —— 侧向岩土压力合力水平修正值（ KN）； ahE —— 侧向主动岩土压力合力水平分力设计值（ KN）； 2 —— 锚杆挡墙侧向岩土压力修正系数。 确定岩土自重产生的锚杆挡墙侧压力分布，应考虑锚杆层数、挡墙位移大小、支护结构刚度和施工方法等因数，可简化为三角型、梯形或当地经验图形。 填方式锚杆挡墙和单排锚杆挡墙的土层锚杆挡墙的侧压力，可近似按库伦理论取为三角形分布。 对岩质边坡以及坚硬、硬塑状粘土和密实、中密砂土类边坡，当采用逆作法施工的、柔性结构的多层锚杆挡墙时，侧压力分布可近似按图 确定，图中 hke 按下式计算： 重庆交通大学 2020 届地质工程专业毕业设计 15 图 锚杆挡墙侧压力分布图 （括号内数值适用于土质边坡） 对岩质边坡： Ee H 式（ ） 对土质边坡： Ee H 式（ ） 式中 hke —— 侧向岩土压力水平分力标准值（ 2/kNm ）； hkE —— 侧向岩土压力合力水平分力标准值（ 2/kNm ）； H—— 挡墙高度（ m）。 对板肋式和排桩式锚杆挡墙，立柱荷载设计值取立柱受荷范围内的最不利荷载组合值。 岩质边坡以及坚硬、硬塑状粘土和密实、中密砂土类边坡的锚杆挡墙，立柱和锚杆的水平分力可按下列规定计算： 1） 立柱可按支承于刚性锚杆上的连续梁计算内力；当锚杆变形较大时立柱宜按支承于弹性锚杆上的连续梁计算内力； 2）根据立柱下端的嵌岩程度，可按铰接端或固定端考虑；当立柱位于强风化岩层以及坚硬、硬塑状粘土和 密实、中密砂土边坡内时，其嵌入深度可按等值梁法计算。 3） 除坚硬、硬塑状粘土和密实、中密砂土类外的土质边坡锚杆挡墙，结构内力宜按弹性支点法计算。 当锚固点水平变形较小时，结构内力可按静力平衡法或等值梁法计重庆交通大学 2020 届地质工程专业毕业设计 16 算。 根据挡墙与立柱联结构造的不同，挡墙可简化为支撑在立柱上的水平连续板、简支板或双铰拱板；设计荷载可取板所处位置的岩土压力值。 岩质边坡挡墙或坚硬、硬塑状粘土和密实、中密砂土等且排水良好的挖方土质边坡挡墙，可根据当地的工程经验考虑两立柱间岩土形成的卸荷拱效应。 当锚固点变形较小时，钢筋混凝土格构式锚 杆挡墙可简化为支撑在锚固点上的井字梁进行内力计算；当锚固点变形较大时，应考虑变形对格构式挡墙内力的影响。 计算结果 相关参数取值及计算 方案一 格构支护 +减载 A． 剖面 22′ 公路 上部，削坡后 格构支护 （第一种方案） 为了计算方便，将两个锚固点之间的格构梁简化为一个简支梁来计算其内力，锚杆拉力轴向设计值为梁的支座反力。 格构梁在 其 交叉点位置设置锚杆，锚杆锚固于稳定的基岩中，当格构梁发生变形，与格构梁相连的锚杆也随之拉伸，于是产生阻止梁外移的拉力，锚杆 的 作用使格构梁产生内力 ， 可以简化成受均布 荷载的 简支梁。 3m 3m，格构梁截面尺寸为 300 400mm，节点处布设锚杆，锚杆倾角采用 20176。 ，锚固体直径取 150mm。 (1)锚杆间距取 2m，锚杆倾角 20176。 ，锚固体直径取 150mm。 25  s    s kpa /kN m   剩余下滑力 KN ,故取 KN 进行锚杆设计计算。 岩石侧向压力合力水平分力标准值 c o s = 8 2 2 . 0 4 9 c o s 7 4 5 . 0 3hkE E k N      /hkE kN m 采用逆作法施工，岩质边坡 27 4 5 .0 3 3 0 .6 9 /0 .9 0 .9 2 6 .9 7hkhk Ee k N mH   锚杆所受水平拉力标准值 3 0 . 6 9 2 2 1 2 2 . 7 6tk h k x j y jH e s s k N     锚杆轴向拉力标准值 os c os 20tkak HN k N   锚杆轴向拉力设计值 1 . 3 1 3 0 . 6 1 6 9 . 7 7a Q a kN N k N    重庆交通大学 2020 届地质工程专业毕业设计 17 锚杆钢筋截面面积 2021 . 1 1 6 9 . 7 7 9670 . 6 9 2 8 0asyNA m mf    锚固用钢筋选用 2Φ 28，实际 21232sA mm 与地层锚固长度 311 3 0 . 6 1 0 0 . 9 51 0 . 1 1 4 0 0akarbNlmDf        与沙浆锚固长度 031 .1 1 6 9 .7 7 0 .4 40 .6 2 0 .0 2 8 2 4 0 0aabNn d f        m m ax 3al m m 所以，应按构造要求，取 mla 3 自由段长度 2l 根据锚杆的具体位置取（即从破裂面到坡面之间的距离） 格构梁 的横断面的尺寸： 300 400mm ；混凝土： C2 MPa 、 MPa ；受力主筋： HRB335(20MnSi)、 280sdf MPa ；   ；混凝土保护层厚度： 40c mm 、0 360h mm。 1)受弯主筋计算 最大弯矩 2211 84 .8 85 2 42 .4 488xM ql KN m      0cd b bf bh (1 )=     1 1 . 5 3 0 0 3 6 0 0 . 5 6 ( 1 0 . 5 0 . 5 6 ) = 1 8 0 . 3 K N m M= m ， 所以采用单筋截面配筋。 ① 求受压区高度 x 将已知值代入公式00()2d u cd xr M M f bx h  ，则可得到 61 4 10 300 ( 360 )2xx      整理后可得到 2 7 2 0 2 4 6 0 2 .9 0xx   解得 1 684x mm （大于梁高，舍去） 2 36x mm 满足要求 ②求所需钢筋数量 sA 将已知值及 x=94mm 代入 21 1 . 5 3 0 0 3 6 443280cds sdf b xA m mf    格构横梁选用 4 14（ 2616sA mm ）格构两侧同样用 4 14（ 2616sA mm ） 重庆交通大学 2020 届地质工程专业毕业设计 18 混凝土保护层厚度 C=40mmd=(14mm) 故 4 0 1 6 .2 / 2 ) 4 8 .1sa m m   取 50sa mm ，则有效高度 0 4 0 0 5 0 3 5 0h m m m m m m   最小配筋率计算： 4 5 ( / ) 4 5 (1 .2 3 / 2 8 0 ) 0 .1 9 8td s dff  即配筋率应不小于 % ，且不应小于 % 故取 min   % ，实际配筋率m in0 616 ( )300 350sAbh     %% (由 混凝土设计规范 规定 :受弯构件、偏心受拉、轴心受拉构件，其一纵向受拉钢筋的配筋率不应小于 %或 tdsdff )满足要求。 ③受剪箍筋计算 格构纵梁斜截面所受的最大剪力为 maxV = 1 42 .4 4 2 42 .4 422ql kN   。 是否要计算配置箍筋： 00 . 7 0 . 7 1 . 2 3 3 0 0 3 6 0 6 6 . 4 2 4 2 . 4 4tdf b h K N K N     ，故不需要进行配箍计算。 采用直径为 8mm 的双肢箍筋，箍筋截面积 21 2 5 0 . 3 1 0 0 . 6s v s vA n A m m    箍筋的构造要求：Ⅰ、钢筋混凝土梁应设置直径不小于 8mm 且不小于 1/4 主钢筋直径的箍筋。 箍筋的最小配筋率， R235 钢筋时， min( )   %； HRB335 钢筋时，min( )   %。 Ⅱ、箍筋的间距 箍筋的间距（是指沿构件纵轴方向箍筋轴线之 间的距离）不应大于梁高的 1/2且不大于 400mm；当所箍钢筋为按受力需要的纵向受压钢筋时，应不大于于受压钢筋直径的 15 倍，且不应大于 400mm。 支座中心向跨径方向长度不小于一倍梁高 范围内，箍筋间距不宜大于 100mm。 对于箍筋，《公路桥规》还规定，近梁端第一根箍筋应设置在距端面一个混凝土保护层的距离处。 梁与梁或梁与柱的交接范围内可不设箍筋，靠近交接范围的第一根箍筋，其与交界的距离不大于 50mm。 按构造配筋，配φ 8@150 双 肢箍。 格构纵梁斜截面与横梁配筋一样。 箍筋 按构造配筋，配φ 8@150 双 肢箍筋。 B． 剖面 22′ 公路 下部， 格构支护 (第一种方案 ) 为了计算方便，将两个锚固点之间的格构梁简化为一个简支梁来计算其内力，锚杆拉力轴向设计值为梁的支座反力。 格构梁在 其 交叉点位置设置锚杆，锚杆锚固于稳定的基岩中，重庆交通大学 2020 届地质工程专业毕业设计 19 当格构梁发生变形，。