浅谈曲线挡墙散粒体主动侧压力分析及筒仓实践

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1、中南大学硕士学位论文曲线挡墙散粒体主动侧压力分析及筒仓实践姓名：张磊申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：张国祥20090401摘要摘要在土力学中，挡墙的土压力计算是一个古老而长新的课题，经典的库仑和朗肯土压力计算理论，因其计算简便和力学概念明确而一直为直线挡墙工程设计所采用。而对于曲线挡墙上的散粒体主动侧压力计算理论或方法却并不多见，实际上这一特殊结构在实际工程中的应用却并不少。因此，有必要对曲线挡墙的散粒体主动侧压力及其分布进行研究。本文采用楔体单元模型，考虑了楔体单元侧面法向压力的作用及仓壁摩擦系数的综合影响，利用极限平衡的方法，经过严密的数学推导，提出了

2、曲线挡墙上散粒体主动侧压力分布理论，并给出了解析公式。文章以筒仓这一特殊的曲线挡墙结构作为研究对象，讨论了上述理论在实际工程中的应用。分析了各种工况下的浅圆仓仓壁主动侧压力分布情况，并给出了相应的计算公式。分析表明，散料平堆工况下，其它理论方法和本文方法计算结果与实测值基本相符；散料锥堆工况下，筒仓主动侧压力呈复杂曲线分布，本文方法与实测结果符合良好，库仑公式不再适用，而其它理论计算方法有效性及计算稳定性均不如本文方法。分析表明，与现行规范中关于浅圆仓仓壁主动侧压力的计算方法相比，本文所提出的方法理论上更加严密，可为规范修订提供参考，并可广泛推广应用到其它类似问题。

3、一方面为了与实测数据以及本文提出方法的计算结果进行对比分析，以进一步验证本文方法的有效可行性，另一方面为实现对浅圆仓某些工况下仓壁散料主动侧压力的数值预测，以弥补试验实测数据不足的缺陷，本章利用有限元软件FLAC模拟分析了浅圆仓的仓壁主动侧压力计算问题。此外还分析了仓壁摩擦系数及筒仓仓壁曲率半径对筒仓散料主动侧压力的影响。关键词：曲线挡墙，散粒体，主动侧压力，筒仓，极限平衡，数值模拟硕上学位论文ABSTRACTThecalculationofearthpressureiSanoldagedbutoftennewissue．Classicalearthpressure

4、theoriesannunciatedbyCoulombandRankinehavebeenwidelyusedincalculationoflinerretainingwallbecauseofitssimplecalculationandclearmechanicsconcept．Butcalculationtheoryandmethodsofactivebulk．solidpressureaboutthecurvywalliSrare．Infact，theapplicationofcurvywallisnotuncommoninpracticalenginee

5、ring．Soitisnecessarytostudythesidepressuredistributionofdispersionmaterialsincurvywall．AccordingtotheCoulomb’Searthpressuretheory,anewtypeofmechanicalmodeliSadopted．Basedonwedgetranslationfailuremechanismandlimitequilibriummethod，consideringthenormalforcedistributiononthesideofthewedge

6、，anewformulaofgranularparticleslateralpressureincurvywalliSobtained．Bigdiametersquatsiloisaspecialtypeofcurvywall．Takethesoilsforexample，theapplicationofthecalculationmethodproposedbythispaperinpracticalengineeringisdiscussed．Thelateralpressureformulaforsquatsilosisobtainedundervarious

7、workingconditions．TheresultsagreewiththatofthefuII．sizesiloexperimentbetterthantheRankinetheoryandothertheories．ItiSshowsthattheRankinetheorymayoverestimatethepressure．andothertheoriesmayunderestimatethepressureorlackofcomputationalStability．Thoroughthecomparison，itisshowedthatthisme