[發明專利]一種有限填土擋墻的土壓力分布計算方法

有效

• 申請號: 201410665144.9
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104480962A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 陳建功;趙國;唐藝;許明;吳曙光;謝強;王桂林
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: E02D29/02
• 分類號: E02D29/02
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 郭吉安

1.一種有限填土擋墻的土壓力非線性分布的計算方法，其特征是該方法步驟如下：

步驟(1)擋土墻及墻背有限填土坡體幾何要素的確定；

擋土墻及墻背有限填土坡體幾何要素包括擋土墻墻后的填土坡面為平面且與水平面的夾角β，墻背巖石坡面坡角θ₁，擋土墻墻背傾斜角α，擋土墻結構的高度H；

步驟(2)填土物理力學參數的確定；

通過取樣和實驗手段確定填土體的重度γ，內摩擦角擋土墻墻背與填土土體之間的摩擦角δ，穩定巖石坡面與填土間的摩擦角δr，當無試驗資料時，可取

步驟(3)確定填土坡體滑裂面傾角；

填土坡體滑裂面傾角θ的確定如下：填土坡體滑裂面傾角θ取θ₁，θ₂的大值。根據庫侖理論，無限填土滑裂面傾角θ₂是所有滑裂面中產生最大主動土壓力值的滑裂面，即使得庫侖主動土壓力系數K_a取得最大值時的θ₂值。庫侖主動土壓力系數表達式如下：

Ka=sin(θ-δr)cos(θ-δr)cos(α-β)cos(θ-α-β-δ)cos2αsin(θ-α)]]>

步驟(4)計算沿墻背的土壓力強度分布；

pa(y)=K[q0H-λ-cos(α-β)(λ-1)cosαcosβγH1-λ]yλ+Ksin(α-β)(λ-1)cosαcosβγy]]>

其中，

K=1A1-A2-A3]]>

A2=cosδ·sin(θ-β)cos(θ-δr)·cos2β·[12cos(θ-α)cosα·sin(θ-β)-sinαcosα·cosα]]]>

A3=cos(α-β)cosα·cosβ·1Ka]]>

λ=KKa·cos(α-β)cosα·cosβ-1]]>

Ka=sin(θ-δr)cos(θ-δr)cos(α-β)cos(θ-α-β-δ)cos2αsin(θ-α)]]>

式中：

α——擋土墻墻背傾斜角；

β——擋土墻墻后的填土坡面為平面且與水平面的夾角；

δ——擋土墻墻背與填土土體之間的摩擦角；

δ_r——墻后巖石坡面與填土土體之間的摩擦角；根據試驗確定。當破裂角θ按表1取時，即破裂面發生在填土體內部，此時δ_r按取；

γ——填土的重度，kPa；

H——擋土墻結構的高度，m；

步驟(5)計算土壓力合力；

Ea=ψa∫0Hpa(y)=ψa[12KaγH2+Kaq0cosα·cosβcos(α-β)H]]]>

式中：

E_a——主動土壓力，KN；

ψ_a——主動土壓力增大系數，擋土墻高度小于5m時宜取1.0，高度5m～8m時宜取1.1，高度大于8m時宜取1.2；

γ——填土的重度，kPa；

H——擋土墻的高度，m；

K_a——主動土壓力系數；

步驟(6)計算土壓力合力作用點；

擋土墻墻背上主動土壓力合力作用點距墻底的垂直距離為：

Hp=∫0Hypa(y)dy∫0Hpa(y)=23(λ+1λ+2)3q+γH2q+γHH.]]>