隨著城市化建設(shè)的不斷推進,新擬建建筑往往會臨近于已有建筑,此時擬建建筑的基坑支護結(jié)構(gòu)所受的主動土壓力可能為常見的梯形體有限土體主動土壓力。另外,工程建設(shè)過程中常常會砌筑臨時擋土墻來圍擋工程棄土,此類棄土大多為三角形有限填土,此時面臨著三角形填土作用下的主動土壓力計算問題。這兩種情況下的主動土壓力計算均可劃歸為有限土體主動土壓力計算問題,經(jīng)典的主動土壓力計算理論并不適用。因而有必要針對這兩種有限土體的主動土壓力計算理論進行完善。針對典型梯形體有限土體主動土壓力靜力計算問題,在前人研究的基礎(chǔ)上,綜合考慮了外摩擦角、粘著力、超載、填土張拉裂縫深度及已有建筑與滑裂土體間的相互作用等因素的影響,推導了相應(yīng)的計算公式。對于典型梯形體有限土體主動土壓力的動力計算問題,則采用擬靜力法推導了有限土體地震主動土壓力計算公式,此時未考慮已有建筑對滑裂土體的影響。此外,對于三角形填土作用下的主動土壓力也進行了公式推導和計算分析。主要研究成果如下:（1）基于Mohr—Coulomb強度理論,分別運用極限平衡法及極限分析上限法推導了典型梯形體有限土體主動土壓力計算公式及有限與半無限的臨界狀態(tài)主動土壓力計算公式,給... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：100 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

極限平衡解的有限土體主動土壓力計算模型

碩士學位論文11012R(qbG)cosEsinNsin0（2.7）其中E與N的關(guān)系如下：12()NhmEh（2.8）聯(lián)立式（2.6）和（2.7）消去R并將式（2.8）代入得：20121012()(tantan)sec(1)(tantan1)(tantan)(tantan)wwqbGchchcbEmm（2.9）對于大多數(shù)情況可近似認為滑動土體與支護結(jié)構(gòu)及既有建筑接觸面折減后的強度參數(shù)相等，此舉也使得假設(shè)（4）更接近這種情況，即令δ1=δ2=δ，cw1=cw2=cw，此時式（2.9）可化為：2000(2tan)(tantan)sec(1)(tantan1)(1)tan(tantan)wqbGchbcbEmm（2.10）記使得式（2.10）中E為極大值的θ為θcr，則此θcr即為真正的滑裂面傾角，此時的土壓力即為主動土壓力，記為Ea，則有：2000(2tan)(tantan)sec(1)(tantan1)(1)tan(tantan)wcrcrcracrcrqbGchbcbEmm（2.11）式（2.11）即為考慮既有結(jié)構(gòu)作用力的有限土體主動土壓力計算公式。任取一組參數(shù)：H=10m，b=4m，γ=18kN/m3，c=10kPa，cw=5kPa，υ=20°，δ=10°，q=10kPa。由式（2.10）可得到E—θ關(guān)系曲線如下：圖2.2E—θ關(guān)系曲線由圖2.2可知，E存在極小值為263.28kN·m-1，此時θ=54.80°，即滑裂面傾角θcr為54.80°。關(guān)于有限土體主動土壓力Ea和破裂角θcr的具體的求解方法及思路見2.4節(jié)。2.2.2臨界狀態(tài)公式推導為了獲得有限與半無限狀態(tài)的分界，考慮填土裂縫的影響，以滑裂面與既有建筑地下室外墻或構(gòu)筑物基礎(chǔ)相交點與主動土壓力為零處位置重合的點為分界點，引入臨界寬度bcr及臨界寬高比ncr，建立臨界狀態(tài)的計算模型如下圖2.3，各參數(shù)

有限土體主動土壓力計算研究與分析12的物理意義與2.2.1節(jié)一致，粘性土體自由站立高度依舊采用式（2.1）。臨界寬度bcr及臨界寬高比ncr的關(guān)系如下：crcrtanbhnHH（2.12）作用在臨界狀態(tài)的滑裂土體的力有：滑裂土體重量G；填土頂面超載q；支護結(jié)構(gòu)背部對滑裂土楔的水平反力E；不動土體對滑裂土體的反力R；支護結(jié)構(gòu)與滑動土體接觸面切向力τ1；滑動土體與不動土體之間切向力τ2�；淹馏w的重量G為：2cG0.5hcot+hhcot（2.13）切向力τ1為：1tanwEch（2.14）式中chHh。切向力τ2為：2Rtanchcsc（2.15）圖2.3極限平衡解的臨界狀態(tài)主動土壓力計算模型沿CD方向列力的平衡方程：21(Gqhcot)sinEcos0（2.16）沿CD法線方向列力的平衡方程：1R(Gqhcot)cosEsin0（2.17）聯(lián)立式（2.16）和（2.17）消去R得：(cot)(tantan)cscsec=1tan(tantan)tantanwqhGchchE（2.18）將式（2.18）中的θ換為θcr（真正的破裂角），即可得到此臨界狀態(tài)的主動土壓力Ea的計算公式，即：crcrcrcrcr(cot)(tantan)cscsec=1tan(tantan)tantanwaqhGchchE（2.19）


本文編號：3374104