关于地震主动动土压力计算公式探讨(1)

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果关于地震主动动土压力计算公式探讨(1)　　摘要：水工建筑物地震主动动土压力计算较为复杂，在现行《水工建筑物抗震设计规范》中提供的计算公式存在一定缺陷。通过大量计算分析及验证，对现行规范计算公式提出了改进意见，供大家借鉴。　　关键词：地震主动动土压力抗震规范　　1前言　　水工建筑物地震动土压力计算问题十分复杂，国内外目前大多采用在静土压力的计算式中，增加对滑动土楔的水平向和竖向地震作用，以此近似估算主动动土压力值。鉴于近

2、似计算的滑动平面假定，在计算被动土压力时与实际情况差得很远，使结果不合理。因此，规范规定，地震被动动土压力计算应结合工程经验作专门研究。本文只针对主动动土压力计算公式进行分析。　　利用《水工建筑物抗震设计规范》中给出的计算公式进行地震主动土压力计算时发现，计算的结果与原规范偏差很大。有的文献曾经分析过其中的取值，但不全面，现对公式中的某些数学符号进行比较分析，供大家借鉴。算例　　为便于分析，现举一实例进行分析。课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经

3、济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　某悬臂式挡土墙，墙后填土高度，填土表面单位长度的荷重为0kn/m，挡土墙面与垂直面夹角为0°，填土表面和水平面夹角为0°，土的重度的标准值取kn/m3，土的内摩擦角为30°，挡土墙面与土之间的摩擦角取三分之一土的内摩擦角，即10°。计算公式　　《水工建筑物抗震设计规范》中给出的地震主动动土压力计算公式如下，其中ce应取公式中按“＋”、“－”号计算结果中的大值。　　式中fe——地震主动动土压力代表值；　　q0——土表面单位长度的荷重；　　ψ1——

4、挡土墙面与垂直面夹角；　　ψ2——土表面和水平面夹角；　　h——土的高度；　　g——土的重度的标准值；　　j——土的内摩擦角；　　qe——地震系数角；　　d——挡土墙面与土之间的摩擦角；　　z——计算系数，拟静力法计算地震作用效应时一般取，对钢筋混凝土结构取，本计算取z=；　　ah——水平向设计地震加速度代表值，地震烈度ⅶ度为g，ⅷ度为；　　av——竖向设计地震加速度代表值，av=ah/3；课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和

5、理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　g——重力加速度，/s。计算成果分析．1计算成果　　为便于对比分析，土的摩擦角分别取10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°，地震烈度分别取ⅶ度和ⅷ度，按照sl203-97和sdj10-78(试行)两套规范分别进行计算，计算结果见表1、表2。．成果分析　　从以上计算成果可以得出如下结论：　　1)97规范计算出的地震力是78规范计算值的数倍。)随着土的摩擦角的增大，78规范计算出的土压力越来越小，97规范计算出的土压力越来越大，受力趋势不一致。

6、)地震烈度越大，97规范计算出的土压力越小，这是不符和实际规律的。　　从以上统计分析可以看出，现行《水工建筑物抗震设计规范》计算的地震主动土压力的计算公式存在一定的不合理成份。　　从地震的作用效应来看，地震竖向分量av有两个方向，向上或向下，计算地震土压力时应分别计算，取其中的最大值为选用成果。至于原规范中规定的ce应取公式中按“＋”、“－”号计算结果的大值没有实际意义。4．公式修正　　根据以上分析，修改计算公式如下：课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选

7、对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果　　修改后的计算成果见表3。　　从上表可以得出如下结论：　　1）修改后的公式新、旧规范计算结果相差不大，新规范比旧规范结果偏于安全。）当θe公式中取“-”号、fe公式取“+”号时计算地震主动土压力最大。）无论fe公式取“+”还是“-”号，θe公式中取“-”号比取“+”号计算的结果偏于安全。　　从上面分析可以看出，用修改后的公式计算土压力更合理，同时从第3条可以得出结论，θe公式不用取“+”、“-”号，可以直接取“-号”。结语　　《水工建筑物

8、抗震设计规范》中计算地震动土压力的计算公式确实存在一定的问题，作者本人于1999年8月曾致信原规范起草单位请