為確定地震條件下懸臂式擋土墻主動土壓力,考慮假想坦墻墻背的可能不同位置,給出了墻后填土5種可能的失穩(wěn)破壞模式;在此基礎上,采用擬靜力法,基于極限分析上限定理,推導了作用于坦墻墻背上的地震主動土壓力計算公式,包括填土性質(zhì)、填方坡面傾角、踵板長度、墻體高度、水平及豎向地震影響系數(shù)等多因素,其中除填土黏聚力與豎向地震影響系數(shù)與該土壓力呈線性相關性外,其余因素呈非線性影響。實例分析表明,基于本方法地震土壓力而計算的墻體抗滑與抗傾穩(wěn)定系數(shù),多數(shù)情況下均比經(jīng)典的Mononobe-Okabe法略偏大;在填土中存在第二破裂面情況下,以踵板下邊緣作為假想墻背端點的計算模式相對略偏不安全;豎直假想墻背模式相應的土壓力計算值最小,但相應的墻體穩(wěn)定系數(shù)卻不一定最大。

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圖1懸臂墻支擋邊坡結構示意圖與主動極限狀態(tài)破壞機構圖式

這5種邊界模式相應的破壞機構如圖1(b)～(f)所示,其中,kh、kv分別為水平地震與豎向地震影響系數(shù),g為重力加速度;h為旋轉滑面起點B到墻踵板底端C的鉛垂距離;θ0、θh分別為旋轉滑面起點B與終點C相應的矢徑傾角;r0、rh分別為該起點與終點矢徑的長度;α0為過立臂頂端內(nèi)邊緣....

圖2假想墻背上土壓力作用點處速度分解分析模型

y0——AC面上土壓力合力作用點沿AC方向距C點距離/m。于是,土壓力的功率WE為:

圖3ka、Ks及Ko隨a的變化曲線

對于墻后填土中存在第二破裂面的情況,某例ka、Ks、Ko隨豎向地震影響系數(shù)kh的變化曲線如圖5所示�？梢�,隨著kv的增大,各模式的土壓力值呈線性增大;模式Ⅳ、V及模式Ⅲ的計算值分別接近于M-O斜線與直線模式。Ks、Ko值隨kv的增大而呈現(xiàn)線性減小,本文方法計算值一般大于相應的M-....

圖4ka、Ks及Ko隨kh的變化曲線

圖3ka、Ks及Ko隨a的變化曲線4.4墻體高度

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