[發(fā)明專利]減少附加豎向荷載對(duì)擋墻水平壓力影響的隨機(jī)填顆粒方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911412358.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN110909414B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金煒楓;馬永航;陳榮忠;曲晨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江科技學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06F119/14;E02D29/02
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33230
• 代理人: 郭薇

本發(fā)明涉及一種減少附加豎向荷載對(duì)擋墻水平壓力影響的隨機(jī)填顆粒方法，在擋墻堆土的一側(cè)，換填顆粒材料，且顆粒為隨機(jī)排列，具體包含如下步驟：首先基于顆粒為隨機(jī)排列的假設(shè)及附加豎向應(yīng)變?cè)隽亢退綉?yīng)力增量的關(guān)系，尋找顆粒接觸參數(shù)，使豎向附加荷載引起的擋墻水平壓力增量為0，從而確定顆粒材料的接觸參數(shù)；然后按接觸參數(shù)選定顆粒材料，最后在擋墻一側(cè)填充選定的顆粒材料，從而減少附加豎向荷載對(duì)擋墻水平壓力的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于巖土工程研究領(lǐng)域，尤其涉及一種減少附加豎向荷載對(duì)擋墻水平壓力影響的隨機(jī)填顆粒方法。

背景技術(shù)

擋土墻不移動(dòng)時(shí)，受到土體的側(cè)向土壓力，而在土體頂面施加附加豎向應(yīng)力后，側(cè)向土壓力也會(huì)相應(yīng)增加，這樣增加了擋土墻水平滑動(dòng)或傾覆的風(fēng)險(xiǎn)。因此缺乏一種方法，即通過選擇一種填料來換填擋土墻一側(cè)的土體，且填料顆粒為隨機(jī)排列，在此情形下設(shè)計(jì)填料的材料參數(shù)，從而在填料上部有附加豎向荷載時(shí)，減少附加豎向壓力對(duì)擋土墻受到的附加水平力的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了減少附加豎向荷載對(duì)擋墻水平壓力的影響，本發(fā)明提供了一種減少附加豎向荷載對(duì)擋墻水平壓力影響的隨機(jī)填顆粒方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種減少附加豎向荷載對(duì)擋墻水平壓力影響的隨機(jī)填顆粒方法，將擋墻的一側(cè)的堆土替換為顆粒集合體；所述方法包括以下步驟：

步驟1：預(yù)設(shè)顆粒集合體中的顆粒材料為隨機(jī)排列；

步驟2：基于顆粒為隨機(jī)排列的假設(shè)及附加豎向應(yīng)變?cè)隽亢退綉?yīng)力增量的關(guān)系，尋找顆粒接觸參數(shù)，使豎向附加荷載引起的擋墻水平壓力增量為0，從而確定顆粒材料的接觸參數(shù)；

步驟3：按接觸參數(shù)選定顆粒材料；

步驟4：按預(yù)設(shè)的顆粒空間排布形式向擋墻一側(cè)隨機(jī)填入選定的顆粒材料。

優(yōu)選地，所述步驟2包括以下步驟：

步驟2.1：建立接觸點(diǎn)局部坐標(biāo)系；設(shè)兩個(gè)接觸的顆粒分別為A和B，兩個(gè)顆粒的球心在坐標(biāo)軸x_i上的坐標(biāo)分別為和坐標(biāo)軸x₁和x₂為水平向，坐標(biāo)軸x₃為豎向，接觸點(diǎn)的法線為法線的長度為L，法線的單位向量為這里n_i分別表示法線與對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)軸x_i夾角的余弦；在接觸點(diǎn)上選兩個(gè)相互垂直的單位向量和這里s_i和t_i分別為和與坐標(biāo)軸x_i夾角的余弦；由單位向量和建立局部坐標(biāo)系；

步驟2.2：在局部坐標(biāo)系和的方向上，設(shè)接觸力的分量分別為Δf_n,Δf_s和Δf_t，接觸點(diǎn)位移的分量分別為Δδ_n,Δδ_s和Δδ_t，k_n和k_s分別為法向和切向接觸剛度，有如下關(guān)系：