基于薄层单元法的砂性土主动土压力分布计算

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1、维普资讯http://www.cqvip.com薹蔓星璺霾羹主圭_土垦金贼蔓-⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一匿冒重量目—囡圆基于薄层单元法的砂性土主动土压力分布计算黄文义，方德火，林岳勇(福建省电力勘测设计院，福建福州350003)摘要：采用薄层单元法研究挡土墙后回填土为砂性土情况下的主动土压力计算方法，通过假定破裂面为一直线，建立平衡方程组，并假设薄层单元上下面作用力相等，简化求解条件，推导出了主动土压力具体计算公式，为求解主动土压力分布提供了一个新方法。关键词：挡土墙；薄层单元法；土压力．中图分类号：TU4文献标识码：B文章编号：1671—9913(

2、2006)03—0018—03CalculationofActiveEarthPressureofCohesionleSSSoilBasedonThinLayerElementMethodHUANGWen-yi，FANGDe-huo，LINYue-yong(FujianElectricPowerSurveyandDesignInstitute，Fuzhou350003，China)Abstract：Anapproachforcalculatingtheactiveearthpressureofcohesionlesssoilbasedonthinlaye

3、relementmethodisdiscussedinthispaper．Optimummathematicalmodelisestablishedbysupposingthatthefracturesurfaceisaline．AndthenassumingthattheactingforceontheuppersurfaceofthinlayerelementisequaltotheactingforceOiltheundersurface，theexpressionfortheactiveearthpressurecalculatescanbede

4、rivedfromthesimplifiedmode1．Finallyitprovidesanewmethodforsolvingtheproblemabouttheactiveearthpressuredistribution．Keywords：retainingwall；thinlayerelementmethod；earthpressure．’挡土墙主动土压力分布，工程设计中一直上应用薄层单元法原理，通过简化条件，推导沿用土压力沿墙高成线性分布的结论。但自20了主动土压力分布计算公式，以期为设计提供世纪30年代至今，国内外许多学者已发现土压更为切合

5、实际的数据。力并非在任何情形下都是呈三角形分布的_lJ。1基于薄层单元法主动土压力计算1960年KaraH首用薄层单元法得到了曲线形式的土压力分布一般解J，随后我国的蒋纯秋、如图l所示，重力式挡土墙背后为砂性填范宝华、姚代禄、王谓章、曹振民等进一步推土，填土面水平，墙背倾角为，墙背与土体之广了KaraH的理论。近年来我国的张军、王贻间的摩擦角为，土的内摩擦角为。当墙后填荪和陈昌富等又在前人研究的基础上发展土处于极限平衡状态时，填土内产生一滑裂面了薄层单元法。使这一理论更趋于成熟，并在BC，与水平面之间夹角为，此时形成一滑动实际工程中得到应用。本文在前人研

6、究的基础楔体OBC。在滑动楔体内，距地面Y处，取一}收稿日期：2006．01．18作者简介：黄文义(1977．)，男，福建人，硕士，工程师。18电力勘测设计299g年DB月第3期维普资讯http://www.cqvip.com匿邑基囤

7、—⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一⋯⋯⋯⋯j⋯薹王蔓垦婆．土_圭主匿力_分计算厚度为d)，的薄层进行受力分析，如图2所示。求得土压力强度P后，可按下式求出作用m为薄层单元顶宽，n为薄层单元底宽，q为顶于挡土墙上的土压力合力和作用点位置(为面上垂直压力；dq为底面上垂直压力增量，P离墙踵点的垂直距离)。为主动土压力，尺为静止土体支持力

8、，薄层单E_．Pdy(5)元自重为dG。』P(h—Y)dy0卜—=—_—一(6)fPdy0因为滑动面Bc是任意选定的，由方程(5)可知，E是滑裂面与水平面之间夹角的函数，E即求E的极值E。因为仅对求导，由积分的性质可知其等价于P对求导取极值。又由方程(4)可得出如下等价关系：A：—Y1破裂面示意图((7)mtana+)+cot(一)、q令厂=A=—((8)tana+6)+cot(8一(b)。所以P对求导取极值等价于方程(8)对求导取极值问题。根据上述原理，本文采用VB语言编制了土压力计算程序，所有计算过程}．-—————』L———及求解步骤均在程序中完成

9、。图2薄层受力分析图2实例分析由图2有：r∑=0Pcos(a+6)=Rsin(f