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主动土压力计算-科学技术与工程
第 卷第 期 年 月 科学技术与工程 建筑科学 基于土拱效应原理的挡土墙主动土压力研究 龙玉杰 贵州民族大学建筑工程学院贵阳 摘要 刚性挡土墙后土体在墙土间摩擦力作用下主应力会发生一定程度偏转即土拱效应现象使得土压力呈非线性分 布为考虑土拱效应对主动土压力分布的影响基于水平微分土层法假设墙后土体主应力偏转迹线呈抛物线形定义水平 微分土层侧压力系数建立并求解水平微分土层平衡方程获得主动土压力强度分布函数进而求取主动土压力合力数值及 其作用点位置表达式 研究结果表明随着 逐渐增大土拱效应逐渐增强主动土压力呈非线性分布由上至下先增大后 减小合力作用点高度与和之间均呈正相关关系随着土拱效应的增强而升高与模型试验及现有理论解析模型对比表 明关于主动土压力分布和合力作用点高度的计算误差最小证明了方法的准确性和适用性 关键词 挡土墙 主动土压力土拱效应 主应力偏转抛物线形 中图法分类号 文献标志码 挡土墙是一种重要的岩土体防护结构在水利 符 此外国内学者对土拱效应原理计算土压 工程道路工程矿业工程及地质灾害防治中广泛应 力的方法也做了大量研究 蒋波章瑞文吴 明等研究了无黏性土土拱效应及主动土压力计 用 因此墙后土压力的计算极为重要它为挡 算方法涂兵雄 周晓龙等采用坐标轴平移方 土墙设计与施工提供依据 传统的计算挡墙后土压 力的方法有三种即库仑土压力理论朗肯土压力理 法推导了基于土拱效应原理的黏性土主动土压力计 论和水平微分土层法 其中库仑理论将墙后滑 算公式等等 裂土体视为一个整体通过求解极限平衡方程得到 但是值得注意的是以上研究存在一定问题 土压力大小朗肯理论通过分析墙后土体中一点的 关于墙后土体主应力偏转拱迹线形状的假设无实际 应力状态进而计算土压力值而水平微分土层法将 依据或严格证明故而计算方法和结果众口不一 目前关于拱迹线的假设大多为悬链形或圆弧形但 墙后土体微分呈层状在此基础上通过对每个土层
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