基于拟动力分析法的刚性挡土墙地震被动土压力研究.pdf

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1、第27卷第4期甘肃科学学报Vol_27NO．42Ol5年8月Journa1ofGansuSciencesAug．2015引用格式：WangHao，WangYongsheng，LiLei．ResearchofSeismicPassiveEarthPressureonRigidRetainingWallBasedonPseudodynamicAnalysis[J]．JournalofOansuSciences，2015，27(4)：7882．[王浩，王永胜，李磊．基于拟动力分析法的刚性挡土墙地震被动土压力研究I-J]．甘肃科学学报，2O15，27(4)：7882．]doi110．16468／

2、j．cnki．issnl004—0366．2015．04．0l7．基于拟动力分析法的刚性挡土墙地震被动土压力研究王浩，王永胜，李磊(兰州理T大学土木丁程学院，甘肃兰州730050)摘要利用滑动楔体极限平衡理论，考虑地震加速度的放大效应，对于地震作用下挡土墙的被动土压力进行了拟动力分析，得到了地震作用下被动土压力的计算公式，并分析了填土表面坡脚、土体内摩擦角、挡土墙与填土界面摩擦角对于地震土压力系数以及破裂角大小的影响。结果表明，地震土压力系数与破裂角大小随着表面坡脚、填土内摩擦角以及挡土墙与填土界面摩擦角的变化呈一种非线性的变化情况。关键词拟动力分析；刚性挡土墙；地震被动土压力；地震系数

3、中图分类号：TU476．4文献标志码：A文章编号：1004—0366(2O15)04—078—05挡土墙在支挡工程中一直占主要地位，在铁路、考虑地震荷载随时间变化的特性，这与实际情况有公路工程的边坡支护中应用广泛，地震作用下支挡一定的差距。为了弥补上述不足，Zeng等l_7提出了工程的破坏往往引起岩土坍滑、路基路面破坏，造成拟动力学方法，即认为地震力随着时间而变化。道路受损甚至阻断交通。因此地震作用下挡土墙的Choudhury等_8在拟动力法基础之上，分析了内摩土压力研究分析对于挡土墙的抗震设计十分重要。擦角、地震加速度系数等对于地震土压力系数以及国内外很多学者对于挡土墙的抗震设计进行了

4、大量墙后土压力分布的影响。杨剑[9采用拟动力分析研究，最早提出的是Mononobe—Okabe理论l_】J，也称法，基于滑动楔体极限平衡理论，得出了地震作用下之为拟静力法，它是一种用静力原理近似解决动力挡土墙主动、被动土压力的计算公式以及破裂角的学问题的简易方法。Soubra[2]在拟静力法基础上，大小，并分析了挡土墙后填土的内摩擦角、挡土墙与结合极限平衡分析的上限法得到了静止土压力系数填土之间的摩擦角和挡土墙的倾角以及超载角等参和地震被动土压力系数。宋飞等l3]基于拟静力法和数对最危险滑移面位置和地震主动土压力的影响。曲面中间滑楔体的概念，刘忠玉等利用水平层分以上学者利用拟静力法或者拟

5、动力法对于挡土析法，都对平移模式下挡土墙的地震土压力进行了墙地震土压力做了大量工作，但是对于考虑地震加分析。文畅平[5利用拟静力法和塑性极限分析上限速度放大效应的情况有待进一步研究。我们在已有定理，对于多级组合支挡结构的地震土压力进行了研究成果的基础上考虑地震加速度放大效应，推导研究。王立强等l6假设地震加速度沿挡土墙高度呈了刚性挡土墙地震被动土压力的计算公式，并分析线性和非线性两种分布状态，对于挡土墙地震土压了填土内摩擦角、填土表面坡脚、地震加速度系数等力的分布进行了分析。参数对于被动土压力系数、最危险滑移面倾角的虽然拟静力法考虑了地震荷载作用，但是没有影响。收稿日期：2Ol4一O5—

6、19；修回日期：2014—05—29．基金项目：国家自然科学基金资助项目(50978129)；甘肃省自科学然基金(10l4RJZA0l6)．作者简介：王浩(1990)，男，甘肃平凉人，硕士研究生，研究方向为支挡结构．E—mail：yumikoowang@163．com．第27卷王浩等：基于拟动力分析法的刚性挡土墙地震被动土压力研究79土界面摩擦角为、土楔与水平面的破裂角为，填1模型的建立土表面坡脚为。1．1基本假定(1)挡土墙为刚性的，不考虑墙身的变形；C(2)假设挡土墙后填土的剪切模量G沿墙高不变，为常数；(3)地震加速度随时间和深度而变化，水平地震加速度主要与地震剪切波有关，竖向地震

7、加速度主要与地震纵波有关；(4)挡土墙后填土为均质、各向同性的无粘性土。1．2地震加速度地震波剪切波速和纵波波速可以表示为BV一^／一Cr，(1)图1被动土压力计算模型VFig．1CalculationmodelofpassiveearthpressureG(2-2vVp=：=／．,)(2)，JD(1一2对滑动楔体ABC进行受力分析，作用力有：其中：为填土密度；为填土的泊松比。(1)滑动楔体的重力w为当地震剪切波和纵波接近地面时，无