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1、第8卷第4期水利与建筑工程学报Vol.8No.42010年8月JournalofWaterResourcesandArchitecturalEngineeringAug.,2010考虑土拱效应的挡土墙被动土压力分析12王立国,王志凯(1.杭州市固体废弃物处理有限公司,浙江杭州310011;2.浙江大学岩土工程研究所,浙江杭州310058)摘要:基于库伦土压力理论,假定被动极限状态下挡土墙后大主应力拱迹线为抛物线,考虑土拱效应,推导了被动土压力系数的理论公式,并将其用于水平微分单元法,分析土体处于被动极限平衡状态时的应力状态,得到平动模式下被动土压力强度、合力及
2、合力作用点的计算公式;在此基础上,分析了内摩擦角及墙面摩擦角对被动土压力系数、土压力强度及合力作用点的影响,并与库伦土压力理论等已有方法和模型试验数据进行了对比分析,验证了该计算方法的合理性。关键词:土拱效应;平移模式;刚性挡土墙;被动土压力中图分类号:TU432文献标识码:A文章编号:1672—1144(2010)04—0146—04AnalysisonPassiveEarthPressureforRetainingWallsConsideringSoilArching12WANGLi2guo,WANGZhi2kai(1.HangzhouSolidWaste
3、TreatmentCo.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang310011,China;2.InstituteofGeotechnicalEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou,Zhejiang310058,China)Abstract:BasedonCoulomb’searthpressuretheory,assumingthetraceofthemajorprincipalstressarchingasaparabola,andconsideringarcheffects,thetheoryformulais
4、obtainedincludingthelateralcoefficientofpassiveearthpressures.Andbyusingthecoefficientinthemethodofhorizontaldifferentialelementtoanalysethestessconditionsofsoilonpassivelimitingequilibri2um,thetheoreticalformulaeforunitearthpressures,theresultantearthpressuresandtheapplicationpoint
5、softheresultantearthpreesuresontranslationmodeareobtained.Onthisbasis,theeffectsoftheinternalfrictionangleandwallfrictionangleonthelateralcoefficientsofearthpressures,theunitearthpressures,andtheapplicationpointsoftheresultantforcesareinvestigatedandanalyzed.Themethodpresentedhereis
6、comparedwiththeexitingmethodsandsomeexperimentaldata,verifyingtheratio2nalityofthemethod.Keywords:soilarching;translationmode;rigidretainingwall;passiveearthpressure者考虑了土拱效应,得到了主动土压力分布;而在被动土压0引言[7]力研究中,较少有人考虑土拱效应。曹振民基于微分单元法得到了被动土压力的分布,但是没有考虑土拱效应。李永挡土墙的土压力计算问题一直是工程界和学术界非常[8][9]刚和吴明分别
7、假定拱线形状为悬链线和圆弧,得到了考关心的问题。早在1773年,库伦就提出了著名的土压力理虑土拱效应的被动土压力分布。本文针对无粘性土,假定平论,并一直沿用至今。目前,刚性挡土墙的土压力计算理论动模式下,被动状态的拱迹线为上凸的抛物线形大主应力取得了较大的发展,形成了极限平衡理论,考虑了墙体变形拱,推导了被动土压力系数的理论公式,并结合水平微分单[1]的协调变形计算方法以及有限元方法。其中,基于极限平元法分析土体被动极限平衡状态,得到被动土压力强度、合衡理论的朗肯土压力理论和库伦土压力理论,计算简单,计力及合力作用点的计算公式;在此基础上,分析了内摩擦角算精度
8、能够满足工程要求,因而得到了广泛的应用
