不同變位模式下?lián)跬翂χ鲃?dòng)土壓力計(jì)算方法研究.pdf

1、擋土墻上的土壓力是一個(gè)古老的課題，經(jīng)典的庫侖土壓力理論和朗肯土壓力理論，因其計(jì)算簡(jiǎn)單和力學(xué)概念明確，在土木工程中得到廣泛應(yīng)用。但是庫侖土壓力理論存在著一些明顯的不足之處：一是要求剛性擋土墻為均勻平移，這與正常工作條件下?lián)跬两Y(jié)構(gòu)的實(shí)際位移情況不符；二是嚴(yán)格意義上庫侖土壓力理論只能求得土壓力合力，土壓力直線分布只是一種假定，并且實(shí)測(cè)得到的土壓力大多呈非線性分布；三是庫侖土壓力理論從墻后滑楔體的靜力平衡解得擋土墻土壓力合力，忽略了墻后土體的應(yīng)

2、力狀態(tài)，朗肯土壓力理論根據(jù)墻后土體的應(yīng)力達(dá)到極限平衡求得擋土墻土壓力解，但未能考慮墻面摩擦作用。因此，有必要根據(jù)工程實(shí)際，提出考慮擋土墻位移模式的土壓力計(jì)算方法，能較準(zhǔn)確地計(jì)算剛性擋土墻上的土壓力，這也是決定擋土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要因素。
　　 墻體位移模式包括三種基本位移模式：平移(T)、繞墻底轉(zhuǎn)動(dòng)(RB)、繞墻頂轉(zhuǎn)動(dòng)(RT)。本文以不同位移模式背離填土移動(dòng)的剛性擋土墻為研究對(duì)象，對(duì)三種位移模式下?lián)跬翂髴?yīng)力狀態(tài)及土壓力

3、理論進(jìn)行了較深入的研究。主要工作包括：
　　 1. 對(duì)于平移模式(T)：基于庫侖土壓力理論假設(shè)，擋土墻土壓力由墻后填土在極限平衡狀態(tài)下出現(xiàn)的滑動(dòng)楔體產(chǎn)生；在該滑動(dòng)楔體上取水平薄層作為微單元體，通過作用在單元體上的水平力、平均豎向力，建立擋土墻主動(dòng)土壓力基本方程，并結(jié)合整個(gè)滑楔體力矩平衡條件得到了對(duì)應(yīng)不同填土內(nèi)摩擦角和墻土摩擦角的側(cè)壓力系數(shù)，將其用于水平微分單元法求解得到了平移模式下?lián)跬翂χ鲃?dòng)土壓力。
　　 2. 對(duì)于繞墻

4、底轉(zhuǎn)動(dòng)(RB)、繞墻頂轉(zhuǎn)動(dòng)(RT)模式：在墻面摩擦的作用下，經(jīng)典土壓力理論欠缺對(duì)剛性擋墻后土體的應(yīng)力狀態(tài)已發(fā)生明顯變化、土中一點(diǎn)存有剪應(yīng)力和主應(yīng)力偏轉(zhuǎn)的考慮，致使計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大的偏差。為避免了傳統(tǒng)土壓力理論的缺陷，考慮墻土摩擦角對(duì)擋土墻后土體滑裂面傾角的影響，根據(jù)小主應(yīng)力拱形狀計(jì)算平均豎向應(yīng)力和剪應(yīng)力，由此得到了與不同內(nèi)摩擦角和墻土摩擦角相對(duì)應(yīng)的側(cè)土壓力系數(shù)，將其用于水平微分單元法求解得到了繞墻底轉(zhuǎn)動(dòng)、繞墻頂轉(zhuǎn)動(dòng)模式下?lián)跬翂χ鲃?dòng)土壓力

5、。
　　 3. 分析了平移、繞墻腳轉(zhuǎn)動(dòng)和繞墻頂轉(zhuǎn)動(dòng)三種位移模式下，填土內(nèi)摩擦角和墻土摩擦角對(duì)側(cè)壓力系數(shù)、土壓力的影響，并與模型試驗(yàn)和庫倫土壓力理論進(jìn)行了比較。比較結(jié)果表明土壓力與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好，采用庫侖土壓力理論計(jì)算存在諸多不安全因素。
　　 采用考慮墻體位移模式的土壓力計(jì)算方法能較好地反映擋土墻實(shí)際工作條件下的位移模式情況，并且能計(jì)算任意位移模式下?lián)跬翂ι系耐翂毫Γ苊饬瞬捎脦靵鲋鲃?dòng)土壓力理論計(jì)算得到傾覆力矩偏小而使