[發明專利]一種沉井隔墻底部盲區土柱臨界高度確定的方法

有效

• 申請號: 202110903595.1
• 申請日: 2021-08-06
• 公開（公告）號: CN113761619B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 馬遠剛;嚴華;劉彥峰;黃銳;胡曉明;劉少成
• 申請（專利權）人: 中鐵大橋科學研究院有限公司;中鐵大橋局集團有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 牛晶晶

1.一種沉井隔墻底部盲區土柱臨界高度確定的方法，其中，隔墻(1)包括伸入土柱(2)內的刃腳(11)，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

確定土柱(2)發生破壞時分布于所述刃腳(11)兩側的破壞土楔體(21)；

取所述刃腳(11)和所述破壞土楔體(21)為隔離體進行受力分析，得到力的平衡方程：式中，R₀為所述刃腳(11)的踏面上的支撐力，a為所述刃腳(11)的踏面的寬度，c為所述刃腳(11)的斜面上單位面積的粘聚力，d為所述刃腳(11)的高度，α為所述刃腳(11)的斜面相對于水平面的夾角；θ為所述破壞土楔體(21)的下斜面與豎直面之間的夾角，為所述破壞土楔體(21)的下斜面受到土體的支撐力R與所述破壞土楔體(21)的下斜面的法線之間的夾角，δ為所述刃腳(11)傳遞至所述破壞土楔體(21)上的合力F₂的作用方向與所述刃腳(11)的斜面的法線方向之間的夾角；

根據所述力的平衡方程確定所述土柱(2)的臨界高度；

其中，所述根據所述力的平衡方程確定所述土柱(2)的臨界高度，包括：取其中，b為所述破壞土楔體(21)的寬度，h為所述土柱(2)的高度；當R₀的極小值與所述隔墻(1)底部測量得到的土體的支撐力相等時，此時R₀對應的h即為所述土柱(2)的臨界高度。

2.如權利要求1所述的沉井隔墻底部盲區土柱臨界高度確定的方法，其特征在于，所述取所述刃腳(11)和所述破壞土楔體(21)的至少其中之一為隔離體進行受力分析，得到力的平衡方程，包括：

取所述刃腳(11)為隔離體進行受力分析，得到第一平衡方程；

取所述刃腳(11)以及所述刃腳(11)兩側的所述破壞土楔體(21)為隔離體進行受力分析，得到第二平衡方程；

取所述破壞土楔體(21)為隔離體進行受力分析，得到第三平衡方程；

聯立所述第一平衡方程、所述第二平衡方程和所述第三平衡方程得到所述力的平衡方程。

3.如權利要求2所述的沉井隔墻底部盲區土柱臨界高度確定的方法，其特征在于，所述取所述刃腳(11)為隔離體進行受力分析，得到第一平衡方程，包括：

對所述刃腳(11)進行受力分析；

根據所述刃腳(11)所受上部結構的力F、所述刃腳(11)與所述破壞土楔體(21)之間的粘聚力C₂、所述刃腳(11)的踏面上的支撐力R₀以及所述刃腳(11)的斜面受到所述土柱(2)的豎直反力F₁和水平反力H，建立所述第一平衡方程。

4.如權利要求3所述的沉井隔墻底部盲區土柱臨界高度確定的方法，其特征在于，所述第一平衡方程包括第一分方程和第二分方程，

所述第一分方程為：式中，R₀為所述刃腳(11)的踏面上的支撐力，a為所述刃腳(11)的踏面的寬度，α為所述刃腳(11)的斜面相對于水平面的夾角，d為所述刃腳(11)的高度，F₂為所述豎直反力F₁和所述水平反力H的合力，δ為所述合力F₂的作用方向與所述刃腳(11)的斜面的法線方向之間的夾角；

所述第二分方程為：2C₂·sinα+2F₂·cos(α-δ)+R₀＝F，式中，F為所述刃腳(11)所受上部結構的力，C₂為所述刃腳(11)與所述破壞土楔體(21)之間的粘聚力，α為所述刃腳(11)的斜面相對于水平面的夾角，F₂為所述豎直反力F₁和所述水平反力H的合力，δ為所述合力F₂的作用方向與所述刃腳(11)的斜面的法線方向之間的夾角。